KR102441434B1 - 기능성 코팅을 갖는 항균성 제품 및 상기 항균성 제품을 제조하는 방법 - Google Patents

기능성 코팅을 갖는 항균성 제품 및 상기 항균성 제품을 제조하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102441434B1
KR102441434B1 KR1020167032945A KR20167032945A KR102441434B1 KR 102441434 B1 KR102441434 B1 KR 102441434B1 KR 1020167032945 A KR1020167032945 A KR 1020167032945A KR 20167032945 A KR20167032945 A KR 20167032945A KR 102441434 B1 KR102441434 B1 KR 102441434B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antimicrobial
article
ions
layer
ion
Prior art date
Application number
KR1020167032945A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160147271A (ko
Inventor
토마스 마이클 캐슬
게오르기 엠 구리야노프
예카테리나 알렉산드로브나 쿠크센코바
플로랑스 크리스틴 모니크 버리어
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20160147271A publication Critical patent/KR20160147271A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102441434B1 publication Critical patent/KR102441434B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/005—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to introduce in the glass such metals or metallic ions as Ag, Cu
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • C03C2204/02—Antibacterial glass, glaze or enamel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

항균성 제품을 제조하는 방법은: 제1 표면 및 이온-교환 가능한 금속 이온을 갖는 제품, 상기 이온-교환 가능한 금속 이온보다 크기가 이온-교환 금속 이온을 포함하는 강화 욕조, 및 항균성 이온, 이온-교환 가능한 금속 이온 및 이온-교환 이온을 포함하는 항균성 욕조를 제공하는 단계; 이온-교환 가능한 금속 이온을 강화 욕조 내에 이온-교환 금속 이온으로 교환하기 위해 강화 욕조에 제품을 함침시켜 제1 표면으로부터 제1 깊이로 확장하는 압축 응력 영역을 형성하는 함침 단계; 압축 응력 영역 위에 배열되며, 제2 표면을 한정하는 제1 표면상에 층을 형성시키는 단계; 및 상기 압축 응력 영역 내에 이온-교환 가능하고, 이온-교환 금속 이온을 항균성 이온으로 교환하기 위해 상기 제품 및 층을 항균성 욕조에 함침시켜 상기 층의 제2 표면으로부터 제2 깊이로 확장하는 항균성 이온을 갖는 항균성 영역을 부여하는 함침 단계를 포함한다.

Description

기능성 코팅을 갖는 항균성 제품 및 상기 항균성 제품을 제조하는 방법 {Antimicrobial Article with Functional Coating and Methods for Making the Antimicrobial Article}
본 출원은 2014년 4월 25일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/984,174호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 발명은 일반적으로 전자 장치, 예를 들어, 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 북 리더, 휴대용 비디오 게임 시스템 및 자동 현금 지급기와 같은, 다양한 전자 장치용 터치 스크린을 포함하는, 그러나 이에 제한하지 않는, 다양한 적용을 위한 기능성 코팅을 갖는 강화된, 항균성 제품 및 이들을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이온-교환 공정은 어떤 금속 이온을 주입시켜 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹 제품에 항균성 및 강도-향상 특성 모두를 부여하는데 사용될 수 있다. 항균 특성은, 예를 들어, 제품의 표면 영역에 Ag+ 이온을 주입시켜 발생할 수 있다. 제품의 표면 영역에서 Ag+ 이온은 제품의 표면에서 미생물과 상호작용하여 미생물을 사멸하거나, 또는 이들의 성장을 억제한다. 그러나, 제품의 표면 영역에서 이들 Ag+ 이온의 존재 및 확장은 광학 투명도, 채색을 변경시킬 수 있고, 및/또는 제품의 제작 비용을 상당히 증가시킬 수 있다.
따라서, 비용 효율적인 방식으로 광학 투명도, 채색 안정성 및/또는 항균 효율을 최대화시키는 강화된, 항균성 제품 생산물을 만들기 위한 새로운 공정, 및 특정 제품 형태가 필요하다.
하나의 구체 예에 따르면, 항균성 제품은 제1 표면을 갖는 기판; 상기 제1 표면상에 배치되고, 제2 표면을 한정하는 층; 상기 기판의 제1 표면으로부터 상기 기판 내에 제1 깊이로 확장하는 압축 응력 영역; 및 상기 층의 제2 표면으로부터 상기 기판 내에 제2 깊이로 확장하는 다수의 Ag+ 이온을 포함하는 항균성 영역을 포함하고, 상기 제2 깊이는 상기 기판의 제1 표면으로부터 대략 3㎛ 이하이다. 상기 기판의 제1 표면은 약 1중량% 내지 약 50중량% 범위에서 Ag+ 이온의 농도를 갖는다.
몇몇 구체 예에서, 상기 층의 제2 표면에서 상기 기판에 제2 깊이로 확장하는 다수의 Ag+ 이온의 대부분은 비-환원 상태 (non-reduced state)하에 있다.
또 다른 세트의 구체 예에서, 상기 기판은 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹 조성물로 주로 구성된다. 상기 층은 방-오 코팅, 내-지문 코팅, 및/또는 세정-용이 코팅 (easy-to-clean coating)을 포함할 수 있다. 상기 층은 또한 소수성 코팅을 특징으로 할 수 있다. 몇몇 구체 예에 따르면, 상기 기판 및 상기 층은 각각 약 400㎚ 내지 750㎚의 범위 내에 88% 이상의 광학 투과율 (optical transmittance)을 특징으로 한다.
또 다른 구체 예에 따르면, 항균성 제품은 제1 표면을 갖는 기판; 상기 제1 표면상에 배치되고, 제2 표면을 한정하는 층; 상기 기판의 제1 표면으로부터 상기 기판 내에 제1 깊이로 확장하는 압축 응력 영역; 및 상기 층의 제2 표면으로부터 상기 층 내에 제2 깊이로 확장하는 다수의 Ag+ 이온을 포함하는 항균성 영역을 포함한다. 상기 층의 제2 표면은 약 1중량% 내지 약 50중량%의 범위 내에 Ag+ 이온의 농도를 갖는다.
본 개시의 또 다른 관점에서, 항균성 제품을 제조하는 방법은: 제1 표면 및 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온을 갖는 제품을 제공하는 단계; 상기 이온-교환 가능한 금속 이온보다 크기가 큰 다수의 이온-교환 금속 이온을 포함하는 강화 욕조 (strengthening bath)를 제공하는 단계; 및 다수의 항균성 이온, 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온 및 다수의 이온-교환 이온을 포함하는 항균성 욕조를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한: 상기 제품 내의 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온의 일부를 강화 욕조 내의 다수의 이온-교환 금속 이온의 일부로 교환하기 위해 강화 욕조에 제품을 함침시켜 제1 표면으로부터 제품 내에 제1 깊이로 확장하는 압축 응력 영역을 형성하는 함침 단계; 상기 제품의 제1 표면상에 층을 형성시키고, 상기 층은 압축 응력 영역 위에 배열되며, 제2 표면을 한정하는 형성 단계; 및 상기 압축 응력 영역 내에 이온-교환 가능하고, 이온-교환 금속 이온들의 일부를 항균성 욕조 내에 다수의 항균성 이온의 일부로 교환하기 위해 상기 제품 및 층을 항균성 욕조에 함침시켜 상기 층의 제2 표면으로부터 제품 내에 제2 깊이로 확장하는 다수의 항균성 이온을 포함하는 항균성 영역을 부여하는 함침 단계를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 항균성 제품의 제조 방법은 층의 제2 표면에서 기판 내에 제2 깊이로 확장하는 다수의 Ag+ 이온의 대부분이 비-환원 상태에 있도록 구성된다. 상기 방법은 또한, 제2 깊이가 제품의 제1 표면으로부터 대략 3㎛ 이하이고, 및 제품의 제1 표면이 약 1중량% 내지 약 50중량%의 범위 내에서 Ag+ 이온의 농도를 갖도록 구성될 수 있다.
부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단순히 예시적인 것이고, 청구항의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 다양한 구체 예의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
도 1a은 하나의 구체 예에 따라 항균성 제품을 제조하는 방법의 개략도이다.
도 1b는 또 다른 구체 에에 따라 항균성 제품을 제조하는 방법의 개략도이다.
도 2a는 또 다른 구체 예에 따른 항균성 제품의 개략도이다.
도 2b는 구체 예에 따른 항균성 제품의 개략도이다.
도 3은 강화 유리 제품에 Ag+ 이온을 혼입하는 이온 교환 공정 전 또는 후에 침착된 소수성 코팅을 갖는 강화 유리 제품에 깊이의 함수에 따른 Ag+ 이온 농도 (Ag2O 중량%)의 2차 이온질량 분광계 (secondary ion mass spectrometry) ("SIMS") 플롯이다.
도 4는 강화 유리 제품으로 Ag+ 이온을 혼합하는 이온 교환 공정 전에 침착된 소수성 코팅을 갖는 및 갖지 않는 강화 유리 제품의 항균 효율 시험으로부터의 결과를 나타내는 막대 도표이다.
도 5는 항균성 유리 제품으로 Ag+ 이온을 혼입하는 이온 교환 공정 전 및 후에 침착된 소수성 코팅을 갖는 및 소수성 코팅이 없는 강화된, 항균성 유리 제품의 항균 효율 시험의 결과를 나타내는 막대 도표이다.
도 6a는 강화 유리 제품으로 Ag+ 이온을 혼입하는 이온 교환 공정 후에 침착된 소수성 코팅을 갖는 강화 유리 제품에서 코팅 깊이의 함수에 따른 Ag+ 이온 농도 (Ag2O 중량%)의 SIMS 플롯이다.
도 6b는 강화 유리 제품으로 Ag+ 이온을 혼입하는 이온 교환 공정 전에 침착된 소수성 코팅을 갖는 강화 유리 제품에서 코팅 깊이의 함수에 따른 Ag+ 이온 농도 (Ag2O 중량%)의 SIMS 플롯이다.
이하 참조는 본 개시의 주제의 다양한 구체 예에 대해 매우 상세하게 만들어질 것이고, 이의 몇몇 실시 예는 수반되는 도면에 예시된다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하게나 또는 유사한 부품에 대하여 도면에서 전반적으로 사용될 것이다.
이온-교환 공정은 어떤 금속 이온을 주입시켜 투명, 반-투명 및 실질적으로 불투명 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹 제품에서 항균성 및 강도-향상 특성 모두를 부여하는데 사용될 수 있다. 항균 특성은, 예를 들어, 제품의 표면 영역으로 Ag+ 이온을 주입시켜 발생할 수 있다. 가공된-대로의 제품의 표면 영역에서 Ag+ 이온은 제품의 표면에서 미생물과 상호작용하여 이들을 사멸하거나 또는 이들의 성장을 억제시킨다. 그러나, 제품의 표면 영역에 이들 Ag+ 이온의 존재는 광학 투명도를 변경시킬 수 있고, 및/또는 제품의 제작 비용을 상당히 증가시킬 수 있다.
제품과 연관된 다운스트림 제작 공정, 예를 들어, 기능성 층의 침착은, 이들 Ag+ 이온과 환원 반응을 유도할 수 있다. 반응 생산물은 제품의 항균 효율에서 감소 및 변색 (discoloration)을 유발할 수 있다. 부가적으로, 이들 부가적 제작 공정과 연관된 열적 공정은, 항균 효율을 감소시킬 수 있는 또 다른 인자인, 제품의 표면에서 Ag+ 이온의 농도 프로파일에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
더욱이, 제품으로, 항균성 이온, 예를 들어, Ag+ 이온을 주입시키는데 사용된 공정은 제품의 표면상에 중요한 잔류물을 남길 수 있다. 제품의 표면상에 잔류물은, 부가적인 제작 공정이, 기능성 층의 침착을 포함하여, 제품과 연관하여 실행될 수 있기 전에 세정되어야 한다. 세정 공정은 제작 비용을 늘리고, 잠재적으로 제품의 표면의 무결성 (integrity)에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 광학 투명도 및 항균 효율을 최대화시키는 강화된, 항균성 제품 생산물을 효율적으로 제조하기 위한, 새로운 공정, 및 특정 제품 형태가 필요하다.
강화된, 항균성 제품을 제조하는 새로운 방법 및 이들 제품의 형태는 여기에 개시된다. 특히, 이들 방법, 및 제품 형태는, 광학 투명도 및 항균 효율을 최대화시키는 강화된, 항균성 제품 생산물을 효율적으로 처리 또는 제작하는데 사용될 수 있다. 상기 방법들은 일반적으로 이중-이온 교환 공정 ("DIOX")의 사용을 포함한다. 하나의 이온 교환 단계는 제1 용융염 욕조에 유리 제품의 노출을 통해 제품을 강화시키도록 배열된다. 다른 단계는 제2 용융염 욕조에 제품의 노출을 통해 제품에 항균 특성을 부여하도록 설정된다.
몇몇 구체 예에서, 제공된 이러한 제품을 제조하는 방법은 항균 특성에 상당한 손상 없이 공정에 사용된 Ag+ 이온 전구체의 품질을 최소화도록 추구한다. 다른 구체 예에서, 제공된 항균 특성 및 강도 향상을 갖는 제품을 만드는 방법은 Ag+ 이온 전구체를 함유하는 욕조의 수명을 증가시킨다.
도 1a를 참조하면, 항균성 제품 (100)을 만드는 방법은 제공된다. 도 1a에 나타낸 방법 (100)에서, 사용된 제품 (10)은 제1 표면 (12) 및 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온을 갖는다. 도 1a에 나타낸 바와 같이, 제품 (10)은 제1 표면 (12)에 부가하여 다른 외부 표면을 보유한다. 몇몇 구체 예에서, 제품 (10)은 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹 조성물로 주로 구성된다.
대표적인 구체 예에서, 제품 (10)은 이온-교환 가능한 금속 이온을 갖는 실리케이트 조성물로 주로 구성된다. 상기 금속 이온은, 다른 금속 이온을 함유하는 욕조에 제품 (10) 및 제1 표면 (12)의 노출이 욕조 유래의 금속 이온으로 제품 (10) 내에 약간의 금속 이온의 교환을 결과할 수 있는 의미에서 교환 가능하다. 하나 이상의 구체 예에서, 압축 응력은 이 이온교환 공정에 의해 생성되며, 여기서 제품 (10) 내에, 구체적으로 상기 제1 표면 (12)에 다수의 제1 금속 이온은 (다수의 제1 금속 이온보다 더 큰 이온 반경을 갖는) 다수의 제2 금속 이온으로 교환되어, 상기 제품 (10)의 영역은 다수의 제2 금속 이온을 포함한다. 이 영역에서 더 큰 제2 금속 이온의 존재는 상기 영역 내에 압축 응력을 생성한다. 제1 금속 이온은 리튬, 나트륨, 칼륨, 및 루비듐과 같은 알칼리 금속 이온일 수 있다. 제2 금속 이온은, 제2 알칼리 금속 이온이 제1 알칼리 금속 이온의 이온 반경보다 더 큰 이온 반경을 갖는다는 전제하에서, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 및 세슘과 같은 알칼리 금속 이온일 수 있다.
제품 (10)은 다양한 유리 조성물을 포함할 수 있다. 유리 제품 (10)용으로 사용된 유리의 선택은, 항균 특성이 다양한 유리 조성물을 사용하여 향상된 강도와 함께 얻을 수 있음에 따라, 특정 조성물로 제한되지 않는다. 예를 들어, 선택된 조성물은, 선택적으로 하나 이상의 알칼리 및/또는 알칼리토 개질제를 포함할 수 있는, 광범위한 범위의 실리케이트, 보로실리케이트, 알루미노실리케이트 또는 보로알루미노실리케이트 유리 조성물 중 어느 하나일 수 있다.
예로서, 유리 제품 (10)에 사용될 수 있는 조성물의 하나의 부류는 산화알루미늄 또는 산화붕소 중 적어도 하나 및 알칼리 금속 산화물 또는 알칼리토 금속 산화물 중 적어도 하나를 갖는 것을 포함하고, 여기서 -15 mol% ≤ (R2O + R'O - Al2O3 - ZrO2) - B2O3 ≤ 4 mol%이며, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, 및/또는 Cs일 수 있고, 및 R'는 Mg, Ca, Sr, 및/또는 Ba일 수 있다. 이 부류의 조성물의 하나의 부분 집합은 약 62 mol% 내지 약 70 mol% SiO2; 0 mol% 내지 약 18 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 10 mol% B2O3; 0 mol% 내지 약 15 mol% Li2O; 0 mol% 내지 약 20 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 18 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 17 mol% MgO; 0 mol% 내지 약 18 mol% CaO; 및 0 mol% 내지 약 5 mol% ZrO2를 포함한다. 이러한 유리는 2013년 11월 19일자에 출원된 미국 특허출원 제12/277,573호, 현 미국 특허 제8,586,492호에 좀 더 상세히 기재되어 있고, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 혼입된다.
제품 (10)에 사용될 수 있는 조성물의 또 다른 예시적인 부류는 적어도 50 mol% SiO2, 및 알칼리 금속 산화물 및 알칼리토 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 [(Al2O3(mol%)+ B2O3(mol%))/(∑ 알칼리 금속 개질제 (mol%))] > 1인, 적어도 하나의 개질제를 갖는 것을 포함한다. 이 부류의 하나의 부분 집합은 50 mol% 내지 약 72 mol% SiO2; 약 9 mol% 내지 약 17 mol% Al2O3; 약 2 mol% 내지 약 12 mol% B2O3; 약 8 mol% 내지 약 16 mol% Na2O; 및 0 mol% 내지 약 4 mol% K2O를 포함한다. 이러한 유리는 미국 특허출원 제12/858,490호에 좀 더 상세하게 기재되어 있고, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 혼입된다.
제품 (10)에 사용될 수 있는 조성물의 또 다른 예시적인 부류는 SiO2, Al2O3, P2O5, 및 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물 (R2O)을 갖는 것을 포함하고, 여기에서 0.75 ≤ [(P2O5(mol%) + R2O(mol%))/ M2O3 (mol%)] ≤ 1.2, 여기서 M2O3 = Al2O3 + B2O3이다. 이 부류의 조성물의 하나의 부분 집합은 약 40 mol% 내지 약　70 mol% SiO2; 0 mol% 내지 약 28 mol% B2O3; 0 mol% 내지 약 28 mol% Al2O3; 약 1 mol% 내지 약 14 mol% P2O5; 및 약 12 mol% 내지 약 16 mol% R2O를 포함한다. 이 부류의 조성물의 또 다른 부분 집합은 약 40 내지 약 64 mol% SiO2; 0 mol% 내지 약 8 mol% B2O3; 약 16 mol% 내지 약 28 mol% Al2O3; 약 2 mol% 내지 약 12 mol% P2O5; 및 약 12 mol% 내지 약 16 mol% R2O를 포함한다. 이러한 유리는 미국 특허출원 제13/305,271호에 더욱 상세히 기재되어 있고, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 혼입된다.
제품 (10)에 사용될 수 있는 조성물의 또 다른 예시적인 부류는 적어도 약 4 mol% P2O5을 갖는 것을 포함하고, 여기서 (M2O3(mol%)/RxO(mol%)) < 1이며, 여기서 M2O3 = Al2O3 + B2O3이고, 및 여기서 RxO는 유리에 존재하는 일가 및 이가 양이온 산화물의 합이다. 일가 및 이가 양이온 산화물은 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO, CaO, SrO, BaO, 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이 부류의 조성물의 하나의 부분 집합은 0 mol% B2O3를 갖는 유리를 포함한다. 이러한 유리는 미국 가 특허출원 제61/560,434호에 더욱 상세하게 기재되어 있고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
제품 (10)에 사용될 수 있는 조성물의 여전히 또 다른 예시적인 부류는 Al2O3, B2O3, 알칼리 금속 산화물을 갖고, 삼배위 (threefold coordination)를 갖는 붕소 양이온을 함유하는 것을 포함한다. 이온 교환된 경우, 이들 유리는 적어도 약 30 kilograms force (kgf)의 비커스 균열 압입 임계값 (Vickers crack initiation threshold)을 가질 수 있다. 이 부류의 조성물의 하나의 부분 집합은 적어도 약 50 mol% SiO2; 적어도 약 10 mol% R2O, 여기서 R2O은 Na2O를 포함; Al2O3, 여기서 -0.5 mol% ≤ Al2O3(mol%) - R2O(mol%) ≤ 2 mol%; 및 B2O3를 포함하고, 여기서 B2O3(mol%) - (R2O(mol%) - Al2O3(mol%)) ≥ 4.5 mol%이다. 이 부류의 조성물의 또 다른 부분 집합은 적어도 약 50 mol% SiO2, 약 9　mol% 내지 약 22 mol% Al2O3; 약 4.5 mol% 내지 약 10 mol% B2O3; 약 10 mol% 내지 약 20 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 5 mol% K2O; 적어도 약 0.1　mol%의 MgO 및/또는 ZnO, 여기서 0 ≤ MgO + ZnO ≤ 6 mol%; 및, 선택적으로, CaO, BaO, 및 SrO 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 0 mol% ≤ CaO + SrO + BaO ≤ 2 mol%이다. 이러한 유리는 미국 가 특허출원 제61/653,485호에 더욱 상세하게 기재되어 있고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
제품 (10)은 또한 유리-세라믹 또는 세라믹 조성물을 포함할 수 있다. 세라믹과 관련하여, 제품 (10)용으로 선택된 물질은 광범위한 무기 결정질 산화물, 질화물, 탄화물, 산질화물, 탄화질화물, 및/또는 이와 유사한 것 중 어느 하나일 수 있다. 예시적인 세라믹은 알루미나, 알루미늄 티타네이트, 멀라이트 (mullite), 근청석 (cordierite), 지르콘, 스피넬, 페로브스카이트 (perovskite), 지르코니아, 세리아, 탄화 실리콘, 질화 실리콘, 산질화 실리콘 알루미늄 또는 제올라이트 상을 갖는 물질을 포함한다.
유사하게, 유리-세라믹과 관련하여, 제품 (10)용으로 선택된 물질은 유리질 상 및 세라믹 상 모두를 갖는 광범위한 물질 중 어느 하나일 수 있다. 예시적인 유리-세라믹은 유리 상이 실리케이트, 보로실리케이트, 알루미노실리케이트, 또는 보로알루미노실리케이트로부터 형성되고, 상기 세라믹 상이 β-스포듀멘 (spodumene), β-석영, 네펠린 (nepheline), 칼실라이트 (kalsilite), 또는 카네기에이트 (carnegieite)로부터 형성되는 경우의 물질을 포함한다.
제품 (10)은, 기판을 포함하는, 다양한 물리적 형태를 채택할 수 있다. 즉, 단면 투시도로부터, 제품 (10)은, 기판과 같은 형태인 경우, 평평하거나 또는 평면일 수 있고, 또는 이것은 곡면 및/또는 급격히-굽을 수 있다. 유사하게, 제품 (10)은 단일 통합 물체 (single unitary object), 다-층 구조 또는 적층일 수 있다. 도 1a에서 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 제품 (10)은 기판 또는 기판-같은 형태로 구성된다.
도 1a를 다시 참조하면, 항균성 제품 (100)을 만드는 방법은 용기 (14) 내에 함유된 강화 욕조 (20)를 사용한다. 상기 강화 욕조 (20)는 다수의 이온-교환 금속 이온을 함유한다. 몇몇 구체 예에서, 예를 들어, 욕조 (20)는, 제품 (10) 내에 함유된 나트륨과 같은, 이온-교환 가능한 이온보다 크기가 더 큰 다수의 칼륨 이온을 함유할 수 있다. 욕조 (20)에 함유된 이들 이온-교환 이온은 우선적으로, 제품 (10)이 욕조 (20)에 함침된 경우, 제품 (10) 내에 이온-교환 가능한 이온으로 교환될 것이다. 다른 구체 예에서, 상기 강화 욕조 (20)는 첨가제와 함께 100% 접근하는 농도에서 또는 100% 농도에서 용융 KNO3를 포함하며, KNO3가 제품 (10)의 공정 동안 용융 상태로 남는 것을 보장하는 온도로 충분히 가열된다. 상기 강화 욕조 (20)는 또한 NaNO3 및 LiNO3 중 하나 또는 모두 및 KNO3의 조합을 포함할 수 있다.
도 1a을 여전히 참조하면, 도 1a에 나타낸 항균성 제품 (100)을 만드는 방법은 강화 욕조 (20)로 제품 (10)을 함침시키는 단계 (120)를 포함한다. 욕조 (20)로 함침 시, 제품 (10) 내에 다수의 이온-교환 가능한 이온 (예를 들어, Na+ 이온)의 일부는 강화 욕조 (20) 내에 함유된 다수의 이온-교환 이온 (예를 들어, K+ 이온)의 일부와 교환된다. 몇몇 구체 예에 따르면, 상기 함침 단계 (120)는 욕조 (20)의 조성물, 욕조 (20)의 온도, 제품 (10)의 조성물 및/또는 제품 (10) 내에 이온-교환 이온의 원하는 농도에 기초하여 미리 결정된 시간동안 수행된다.
함침 단계 (120)가 완료된 후에, 세척 단계 (130)는, 제1 표면 (12)을 포함하는, 제품 (10)의 표면상에 남는 욕조 (20) 유래의 물질을 제거하기 위해 수행된다. 탈이온수는, 예를 들어, 세척 단계 (130)에 사용될 수 있어, 제품 (10)의 표면상에 욕조 (20) 유래의 물질을 제거한다. 다른 매체는 또한, 상기 매체가 욕조 (20)로부터의 물질 및/또는 제품 (10)의 특정 조성물과 어떤 반응을 피하는 것으로 선택된다면, 상기 제품 (10)의 표면을 세척하는데 사용될 수 있다.
상기 욕조 (20) 유래의 이온-교환 이온이 제품 (10) 내에 원래의 이온-교환 가능한 이온을 희생하면서 제품 (10)으로 분포됨에 따라, 압축 응력 층 (24)은 제품 (10)에서 발생한다. 상기 압축 응력 층 (24)은 제2 표면 (12)에서 유리 제품 (10) 내에 제1 깊이 (22)로 확장한다. 일반적으로, 강화 욕조 (20) 유래의 이온-교환 이온 (예를 들어, K+ 이온)의 적절한 농도는 함침 및 세척 단계 (120 및 130) 이후에 각각 압축 응력 층 (24)에 존재한다. 이들 이온-교환 이온은 일반적으로 이온-교환 가능한 이온 (예를 들어, Na+ 이온)보다 더 크고, 이에 의해 제품 (10) 내의 층 (24)에서 압축 응력 수준을 증가시킨다. 부가적으로, 압축 응력 층 (24) 및 제1 깊이 (22)와 연관된 압축 응력 ("CS")의 양은 제품 (10)의 의도된 용도에 기초하여 (예를 들어, 함침 단계 (120)의 조건에 의해) 변화될 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 압축 응력 층 (24) 및 제1 깊이 (22)에서 CS 수준은, 압축 응력 층 (24)의 결과로서 제품 (10) 내에 발생된 인장 응력 (tensile stresses)이 특히 유리 조성물로 주로 구성된 제품 (10)에 대해, 깨지기 쉬운 제품 (10)을 만드는 점을 초과하지 않도록 조절된다. 몇몇 구체 예에 따르면, 층 (24)에서 CS 수준은 약 200 MPa 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 층 (24)에서 CS 수준은 약 700 MPa까지, 약 800 MPa까지, 약 900 MPa까지, 또는 약 1000 MPa까지일 수 있다. 이온-교환 이온의 제1 깊이 (22), 따라서 층 (24)는 종종 층의 깊이 ("DOL")로 언급되고, 약 15㎛ 이상일 수 있다. 몇몇 경우에서, 상기 DOL은 약 15㎛ 내지 약 50㎛, 약 20㎛ 내지 약 45㎛, 또는 약 30㎛ 내지 약 40㎛ 범위 내일 수 있다.
도 1a을 다시 참조하면, 항균성 제품 (100)을 만드는 방법은, 몇몇 구체 예에서, 제품 (10)의 제1 표면 (12)으로부터 제1 깊이 (22)보다 위인 제거 깊이 (32)로 압축 응력 층 (24)의 일부 (24a)를 제거하는 단계를 더욱 포함할 수 있어 새로운 제1 표면 (12a)를 한정한다. 즉, 상기 제거 단계 (140)는, 새로운 표면 (12a)이 제품 (10) 내에 형성되도록 압축 응력 층 (24)으로부터 제거 깊이 (32)에 이르기까지 물질을 제거한다. 더욱이, 압축 응력 층 (24)으로부터 일부 (24a)를 제거하는 제거 단계 (140)는, 새로운 표면 (12a) 및 제1 깊이 (22)에 의해 한정되는 제품 (10) 내에 남은 압축 응력 층 (24b)을 효과적으로 생성한다. 도 1a에서 나타낸 바와 같이, 남은 압축 응력 층 (24b)은 두께 (22b)에 의해 한정한다.
방법 (100)의 몇몇 구체 예에서, 제거 단계 (140)는, 물질이 제품 (10)으로부터 제거 깊이 (32)로 제1 표면 (12)으로부터 약 0.5㎛ 내지 약 2　㎛에서 제거되도록 조절된다. 방법 (100)의 다른 구체 예에서, 상기 제거 단계 (140)는, 물질이 제품 (10)으로부터 제거 깊이 (32)로 제1 표면 (12)으로부터 약 0.1㎛ 내지 약 2㎛에서 제거되도록 조절된다. 상기 제거 단계 (140)는 또한, 물질이 제품 (10)으로부터 제거 깊이 (32)로 약 0.2㎛, 0.3㎛, 0.4㎛, 0.5㎛, 0.6㎛, 0.7㎛, 0.8㎛, 0.9㎛, 1㎛, 1.1㎛, 1.2㎛, 1.3　㎛, 1.4㎛, 1.5　㎛, 1.6㎛, 1.7㎛, 1.8㎛, 1.9㎛ 또는 2㎛에서 제거되도록 제거될 수 있다.
다양한 공정은 터치 연마, 산 에칭 및 물질 제거 공정의 다른 타입을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 제거 단계 (140)에 사용될 수 있다. 다른 물질 제거 공정은, 이들이 제품 (10)의 표면 내의 벌크 흠 (bulk flaws) 및 표면을 제거하도록 조정된다는 전제하에서, 기술분야의 당업자에게 이해된 것으로 사용될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 특히 투명 물질로 주로 구성된 제품 (10)과 연관된 구체 예에서, 이들 물질 제거 단계는 광학 투명도에 영향을 미치지 않고 제품 (10)의 표면에 벌크 흠 및 표면을 제거하도록 조정되어야 한다.
몇몇 구체 예에서, 제거 단계 (140)는 제품 (10)의 제작으로부터 압축 응력 층 (24) 내에 미리 존재하는 벌크 흠 및 표면 및/또는 함침 단계 (120) 동안 제품 (10)에 생성된 벌크 흠 및 표면을 제거한다. 다른 구체 예에서, 제거 단계 (140)는 또한 함침 단계 (120) 동안 압축 응력 층 (24)으로 확산된 수소를 제거 및/또는 경감시킬 수 있다. 따라서, 제거 단계 (140)는 함침 단계 (120)로부터 얻어진 강도 향상 외에, 제품 (10)의 전체 강도를 향상시키는 역할을 수행한다.
도 1a를 참조하면, 항균성 제품 (100)을 제조하는 방법은 제1 표면 (12a) 상에 층 (24c)을 형성, 또는 (만약 제거 단계 (140)이 수행되지 않는 경우) 제1 표면 (12) 상에 층 (24c)를 형성하는 단계 (150)을 더욱 포함한다. 층 (24c)은, 남은 압축 응력 층 (24b), 또는 만약 제거 단계 (140)가 수행되지 않는 경우 (예를 들어, 도 1b 및 해당 설명, 참조) 압축 응력 층 (24)에 걸쳐 배열된다. 제품 (10) 상에 침착된 바와 같은, 층 (24c)은 도 1a에 나타낸 바와 같이 새로운 제1 표면 (12c) 및 두께 (22c)를 한정한다. 층 (24c)은 기능성 층일 수 있다. 예를 들어, 층 (24c)은 내-지문 코팅, 방-오 (smudge-resistant) 코팅 또는 세정-용이 코팅을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 층 (24c)은 소수성 코팅이다. 더욱이, 층 (24c)의 두께 (22c)는 약 5㎚ 내지 30㎚일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 층 (24c)의 두께 (22c)는 약 30㎚, 25㎚, 20㎚, 15㎚, 10㎚, 5㎚, 4㎚, 3㎚, 2㎚ 또는 1㎚까지의 범위일 수 있다.
몇몇 부가적인 변형에 따르면, 층 (24c)은 제1 표면 (12a) 또는 제1 표면 (12)에 직접적으로 침착된, 프라이머 층 (primer layer)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 프라이머 층은 층 (24c)의 발생 전에, 제1 표면 (12a) 상에 통상적으로 형성된다. 예를 들어, SiO2 프라이머 층은 공지의 공정 (예를 들어, 물리적 기상 증착 ("PVD"), 화학 기상 증착 ("CVD") 및 기타)을 사용하여 제1 표면 (12a) 또는 제1 표면 (12) 상에 약 5㎚ 내지 30㎚의 두께로 침착될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 프라이머 층은 약 30㎚, 25㎚, 20㎚, 15㎚, 10㎚, 5㎚, 4㎚, 3㎚, 2㎚ 또는 1㎚까지의 범위일 수 있다. 이로써, 상기 층 (24c) 및 프라이머 층 (존재하는 경우)의 두께 (22c)의 총 범위는 약 1㎚ 내지 60㎚일 수 있다.
다양한 공정은 제품 (10)상에 층 (24c)을 침착하는데, 기술분야의 당업자에 의해 이해된 바와 같은, 이의 조성물 및 기능에 의존하여, 사용될 수 있다. 일반적으로, 층 (24c)은 CVD의 변형 (예를 들어, 플라즈마-강화 CVD, 에어로졸-보조 CVD, 금속 유기 CVD, 및 이와 유사한 것) 중 어느 하나, PVD의 변형 (예를 들어, 이온-보조 PVD, 펄스 레이저 증착 (pulsed laser deposition), 음극호 증착 (cathodic arc deposition), 스퍼터링, 및 이와 유사한 것) 중 어느 하나, 분무 코팅, 스핀-코팅, 딥-코팅, 잉크젯, 졸-겔 공정, 또는 이와 유사한 것을 사용하여 독립적으로 제작될 수 있다. 다수의 실행에서, 층 (24c)을 형성하는데 사용된 물질은 이의 층 (또는 층들)을 마감하기 위한 부가적인 처리 단계를 수행해야할 필요가 있다. 이들 처리는 층 (24c)에 대해 선택된 조성물 및 구조에 의존하여 다중 침착, 경화 및/또는 열 처리 단계를 포함할 수 있다. 이러한 공정 및 처리는 본 개시가 속하는 기술분야의 당업자에게 알려져 있다. 예를 들어, 층 (24c)은 Dow Corning® 2634 Coating (즉, 불소화 용매 내에 알콕시실란)에서 유래된 내-지문 코팅일 수 있다. 상기 내-지문 코팅은 단계 (150)에서 Dow Corning® 2634 Coating 구성분으로 제품 (10)을 딥 코팅하여 제조되고, 그 다음 코팅된 제품 (10)은 주변 또는 상승 온도에서 건조 및/또는 경화될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 항균성 제품 (100)을 만드는 방법은 항균성 효과를 제공할 수 있는 다수의 금속 이온을 포함하는 용기 (34)에 함유된 항균성 욕조 (40)를 부가적으로 사용한다. 몇몇 구체 예에서, 항균성 욕조 (40)는, 각각이 항균성 효과를 제공할 수 있는, 다수의 은 이온; 생산된-대로의 제품 (10)에 존재하는 것과 일치하는 다수의 이온-교환 가능한 금속이온; 및 강화 욕조 (20)에 존재하는 것과 일치하는 다수의 이온-교환 이온을 포함한다. 대표적인 구체 예에 따르면, 욕조 (40)는 약 5% 내지 100중량%의 욕조 농도에서 용융 AgNO3로부터 유래된 다수의 은 이온을 보유할 수 있다. 또 다른 대표적인 구체 예에 따르면, 욕조 (40)는 약 5% 내지 약 50중량%의 욕조 농도에서 용융 AgNO3로부터 유래된 다수의 은 이온을 보유한다. 또 다른 구체 예에서, 항균성 욕조 (40)는 용융 KNO3 및 NaNO3의 밸런스와 함께 약 5% 내지 약 50중량%의 용융 AgNO3를 포함한다. 부가적인 구체 예에서, 욕조 (40)는 용융 KNO3 및 NaNO3의 밸런스와 함께 약 5% 내지 100중량%의 용융 AgNO3를 보유한다. 항균성 욕조 (40)는 50중량% AgNO3 및 50중량% KNO3 + NaNO3의 용융 혼합물을 포함할 수 있다.
몇몇 구체 예에 따르면, 항균성 욕조 (40)는 약 150℃ 내지 약 400℃의 온도 범위로 설정될 수 있다. 항균성 욕조 (40)가 약　5% 내지 약 50중량%의 욕조 농도에서 용융 AgNO3를 포함하는 경우, 욕조 (40)는 약 200℃ 내지 약 375℃의 온도 범위로 설정될 수 있다. 항균성 제품 (100)을 만드는 방법의 몇몇 구체 예에서, 항균성 욕조 (40)는 약 150℃ 내지 약 275℃의 온도 범위로 설정되고, (동일한 농도일 수 있는) 용융 KNO3 및 NaNO3의 밸런스와 함께 5% 내지 100중량%까지의 용융 AgNO3를 포함한다. 항균성 욕조 (40)는 약 300℃ 내지 약 375℃의 온도 범위로 설정될 수 있고, 몇몇 구체 예에서, (동일한 농도일 수 있는) 용융 KNO3 및 NaNO3의 밸런스와 함께 5% 내지 약 50중량%의 용융 AgNO3를 포함한다. 더욱이, 항균성 욕조 (40)는 일반적으로 층 (24c)의 특성을 손상시킬 수 있는 온도 아래의 차이를 갖는 온도로 제한된다. 이로써, 항균성 욕조 (40)의 온도는 층 (24c)의 조성물 및 구조에 부분적으로 기초하여 설정될 수 있다.
도 1a을 더욱 참조하면, 항균성 제품 (100)을 만드는 방법은, 제품 (10)에 항균 특성을 부여하기 위해 항균성 욕조 (40)에 다수의 은 금속 이온의 일부로 (만약 방법 (100b)이 도 1b에 나타내고, 해당 설명에 개요가 서술된 바와 같은, 제거 단계 (140) 없이 수행된 경우) 압축 응력 층 (24) 또는 남은 압축 응력 층 (24b) 내에 이온-교환 금속이온 (예를 들어, K+ 이온) 및 이온-교환 가능한 (예를 들어, Na+ 이온)의 일부를 교환하기 위해 제품 (10)을 항균성 욕조 (40)에 함침시키는 단계 (160)를 포함한다. 욕조 (40)에 KNO3 및/또는 NaNO3 구성분의 존재는 함침 단계 (160) 동안 상당한 양의 강도-강화 K+ 이온이 제품 (10)에 남은 압축 응력 층 (24b) (또는 압축 응력 층 (24))에서 제거되는 것을 방지한다.
단계 (160)에서 발생된 항균 특성은 층 (24c)의 새로운 제1 표면 (12c)으로부터 제품 (10) 내에 항균성 깊이 (22d)까지의 제품 내의 항균성 영역에 존재한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 항균성 깊이 (22d)는 제1 깊이 (22), 즉, 압축 응력 영역 (24b) (도 1a 참조) 또는 압축 응력 영역 (24) (도 1b 참조)의 깊이 위에 설정된다. 그러므로, 이들 구체 예에서, 상기 항균성 영역 (즉, 항균성 깊이 (22d)로 제품 (10)을 포괄하는 영역)은 압축 응력 영역 (24b) (도 1a 참조) 또는 압축 응력 영역 (24) (도 1b 참조; 예를 들어, 제1 표면 (12)에서 제1 깊이 (22)까지)만큼 깊게 확장하지 않는다. 몇몇 구체 예에 따르면, 함침 단계 (160) 동안 발생된 제품 (10) 내에 항균성 영역은 비-환원 상태에서 다수의 Ag+ 이온이 층 (24c)의 새로운 제1 표면 (12c)으로부터 항균성 깊이 (22d)로 확장되도록 한정된다.
항균성 깊이 (22d)는 층 (24c)를 포함하고, 제품 (10)의 제1 표면 (12a) (도 1a) 또는 제1 표면 (12) (도 1)으로부터 대략 1㎛ 이하까지 제품 (10)으로 더욱 확장되도록 설정될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 항균성 깊이 (22d)는 제1 표면 (12a) 또는 제1 표면 (12)으로부터 대략 1.5㎛ 이하, 1.4㎛ 이하, 1.3㎛ 이하, 1.2㎛ 이하, 1.1㎛ 이하, 1.0㎛ 이하, 0.9㎛ 이하, 0.8㎛ 이하, 0.7㎛ 이하, 0.6㎛ 이하, 0.5㎛ 이하, 0.4㎛ 이하, 0.3㎛ 이하, 0.2㎛ 이하, 또는 0.1㎛ 이하로 제품 (10) 안으로 확장되도록 설정된다.
단계 (160)에서 부여된 약간의 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 금속이온)이 몇몇 구체 예에 따라 층 (24c)에 남을 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 이로써, 항균성 영역은 제1 표면 (12c)로부터, 이들 구체 예에 대해 층 (24c)을 통해 및 제품 (10)을 통해 항균성 깊이 (22d)에 이르기까지 한정된다. 더욱이, 단계 (160)는, 항균성 이온이 층 (24c)을 통해 도입되어 기초가 되는 제품 (10)과 상호작용하도록 욕조 (40)에서 수행된다. 이로써, 층 (24c)의 조성물은, 욕조 (40)에서 선택된 항균성 이온이 단계 (160)의 수행 동안 층 (24c)를 통해 확산되는 것을 보장하도록 선택되어야 한다.
방법 (100)의 몇몇 구체 예에 따르면, 단계 (160)는 층 (24c)에 남은 감지할만한 양의 항균성 이온이 없는 제품 (10)으로 항균성 이온을 혼입하도록 수행된다. 이들 구체 예에 대하여, 항균성 영역은 제품 (10)의 제1 표면 (12a)으로부터 항균성 깊이 (22d)에 이르기까지 한정된다. 몇몇 구체 예에 따르면, 함침 단계 (160) 동안 발생된 제품 (10) 내에 항균성 영역은 비-환원 상태에서 다수의 Ag+ 이온이 제1 표면 (12a)으로부터 제품 (10) 내에 항균성 깊이 (22d)에 이르기까지 확장되도록 한정된다. 그러나, 단계 (160)는, 항균성 이온이 층 (24c)을 통해 도입되어 기초가 되는 제품 (10)과 상호작용하도록 욕조 (40)에서 수행된다. 이로써, 층 (24c)의 조성물은, 욕조 (40)에서 선택된 항균성 이온이 단계 (160)의 수행 동안 층 (24c)를 통해 확산할 수 있고, 층 (24c) 아래로 제품 (10)에서 항균성 영역을 발생시킬 수 있는 것을 보장하도록 이들 구체 예에 대해 선택되어야 한다.
항균성 제품 (100)을 만드는 방법의 몇몇 구체 예에서, 항균성 욕조 (40)에 제품 (10)을 함침하기 위한 단계 (160)는, 층 (24c)으로 상당한 양의 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 금속이온)을 혼입시키고, 층 (24c) 아래의 제품 (10) (예를 들어, 기판)으로 감지할만한 양의 항균성 이온이 없게 혼입시킨다. 이들 구체 예에 대하여, 항균성 이온은 층 (24c) 내에 전체에서, 제1 표면 (12c)으로부터 항균성 깊이 (22d)로 포괄하는 항균성 영역을 한정한다. 부가적으로, 함침 단계 (160) 동안 발생된 제품 (10) 내에 항균성 영역은, 비-환원 상태에서 다수의 Ag+ 이온이 층 (24c) 내에 전체에서, 새로운 제1 표면 (12c)으로부터 항균성 깊이 (22d)로 확장하도록 한정될 수 있다. 항균성 이온이 층 (24c)에 일반적으로 귀속되는 이들 구체 예에 따르면, 욕조 (40)로부터 항균성 이온은, 층 (24c)의 확산성 (diffusivity), 투과성 (permeability) 및 기타 특성, 욕조 (40)의 조성물 및 층 (24c) 아래의 제품 (10)의 조성물에 의존하여 확산, 흡수 (absorption) 및/또는 흡착 (adsorption)을 통해 주입되거나 또는 혼입될 수 있다. 부가적으로, 이들 구체 예는, 단계 (160) 동안 항균성 이온의 혼입 및 층 (24c)이 최종-용도 적용 (예를 들어, 휴대용 전자통신 장치로 구성된 터치 스크린)에 사용됨에 따라, 제품 (10)의 수명을 통한 항균 특성을 보유하도록 이들 항균성 이온의 보유를 촉진시키기 위해 특별하게 구성된 층 (24c)을 사용할 수 있다.
방법 (100)의 몇몇 구체 예에서, 항균성 욕조 (40)에 제품 (10)을 함침시키는 단계 (160)는, 원하는 항균 특성의 발생 및 보유를 위해 제품 (10) 및/또는 층 (24c)에 항균 특성-부여 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)을 부여하도록 충분한 시간, 온도 및/또는 욕조 농도에 대해 조절된다. 몇몇 구체 예에 따르면, Ag+ 이온은, 단계 (160)에서 약 5% 내지 약 70중량% (제1 표면 (12a)에서, Ag2O의 중량%), 및 다른 구체 예에서 약 1% 내지 약 50중량%의 농도로 층 (24c)을 통해 제품 (10)의 새로운 제1 표면 (12a)에 부여된다. 몇몇 구체 예에서, Ag+ 이온은 (제1 표면 (12a)에서) 약 1% 내지 약 40중량%의 농도로 층 (24c)를 통해 제품 (10)의 새로운 제1 표면 (12a)으로 부여된다. 또 다른 구체 예에서, Ag+ 이온은 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35% 또는 40%의 농도로 유리 제품 (10)의 새로운 제1 표면 (12a)으로 부여된다. 부가적으로, 함침 단계 (160)의 기간은 또한, 항균성 욕조 (40)에 층 (24c)의 노출이 이를 손상시키지 않는 것을 보장하도록 층 (24c)의 조성물 및 항균성 욕조 (40)의 온도에 기초하여 설정될 수 있다.
방법 (100)의 몇몇 구체 예에서, 단계 (600)는, Ag+ 이온이 층 (24c) 또는 제품 (10) 내에 한정된, 항균성 깊이 (22d)까지 층 (24c) 밑에 제품 (10) 및/또는 층 (24c)으로 부여되도록 시간, 온도, 및/또는 욕조 농도에 대해 수행된다. 이들 구체 예에 대하여, Ag+ 이온은 단계 (160)에서 약 5% 내지 약 70중량% (항균성 깊이 (22d)에서, Ag2O의 중량%)의 농도, 및 다른 구체 예에서 약 1% 내지 약 50중량%의 농도로 제품 (10) 및/또는 층 (24c)으로 부여된다. 몇몇 구체 예에서, Ag+ 이온은 (항균성 깊이 (22d)에서) 약 1% 내지 약 40중량%의 농도로 제품 (10) 및/또는 층 (24c)으로 부여된다. 또 다른 구체 예에서, Ag+ 이온은 (항균성 깊이 (22d)에서) 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35% 또는 40%의 농도로 유리 제품 (10)의 새로운 제1 표면 (12a)으로 부여된다.
상기 단계 (160)의 기간은 욕조 (40)의 조성물 및 온도, 제품 (10)의 조성물, 층 (24c)의 조성물 및 항균성 영역에서 발생되는 원하는 항균성 특성에 기초하여 조절된다. 몇몇 구체 예에서, 단계 (160)의 기간은 약 15분 (예를 들어, 약 20분 이상, 약 25분 이상, 약 30분 이상 또는 약 35분 이상) 내지 약 10시간으로 조절된다. 다른 구체 예에서, 단계 (160)의 기간은 약 15분 내지 약 60분이다. 상기 방법 (100)의 몇몇 부가적인 구체 예에서, 단계 (160)는 약 25분 내지 약 35분의 기간으로 조절된다.
함침 단계 (160)가 완성된 후에, 세척 단계 (170)는 제품 (10)의 표면, 특히 층 (24c)의 제1 표면 (12c)상에 남는 욕조 (40) 유래의 물질을 제거하기 위해 수행된다. 예를 들어, 탈이온수는 제품 (10)의 표면, 특히, 층 (24c)의 제1 표면 (12c)상에 욕조 (40) 유래의 물질을 제거하기 위해 세척 단계 (170)에 사용될 수 있다. 다른 매체는 또한, 상기 매체가 욕조 (40) 유래의 물질, 제품 (10) 및/또는 층 (24c)의 조성물과 어떤 반응을 피하도록 선택된다면, 제품 (10)의 표면을 세척하는데 사용될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 항균성 제품 (100b)를 만드는 방법의 구체 예는, 물질 제거 단계 (예를 들어, 도 1a에 나타낸 바와 같은, 물질 제거 단계 (140))를 포함하지 않는 것으로 나타낸다. 근본적으로, 도 1b에 나타낸 방법 (100b)은 도 1a에서 방법 (100)과 정확히 동일하게 진행되지만, 물질 제거 단계가 없다. 결과적으로, 도 1b에 나타낸 방법 (100b)에 따라 생산된 제품 (10)은, 압축 응력 영역 (24) (즉, 도 1a에 나타낸 바와 같은 남은 압축 응력 영역 (24b)가 없음)에 걸쳐 층 (24c)을 보유한다.
도 1a 및 1b에서 나타낸 바와 같은, 항균성 제품 (100, 100b)을 만드는 방법은 각각 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)을 혼입하기 위한 단계 (160)가 층 (예를 들어, 세정-용이한 소수성, 기능성 층)을 형성하기 위한 단계 (150) 이후에 수행된다는 의미에서 유리할 수 있다. 방법 (100, 100b)와 연관된 하나의 장점은, 제품 (10)에서 항균성 영역의 발생이 (예를 들어, 실질적으로 투명 유리 조성물을 포함하는 제품 (10)에 대하여) 감소된 광학 투명도 및/또는 (예를 들어, 불투명 또는 착색된 유리-세라믹 또는 세라믹 조성물을 포함하는 제품 (10)에 대하여) 채색 변화를 유도하지 않는 것이다. 층 (24c)과 연관된 공정 및 열 처리가 수행된 후에 제품 (10)으로 항균성 이온을 혼입시켜, 상기 방법 (100, 100b)은 변색, 채색 변화, 및/또는 항균 효율에서 손실을 유발할 수 있는 확산 및/또는 항균성 이온과 환원 반응의 위험을 감소 또는 제거한다.
또 다른 성능-연관 장점은 제품 (10)의 기계적인 무결성과 연관된다. 항균성 함침 단계 (160)가 방법 (100, 100b)에 따라 층 (24c)를 형성하기 위한 단계 (150) 이후에 수행된 경우, 제품 (10)의 표면의 공격적인 세정 단계 (예를 들어, 항균성 이온 및 염을 제거하기 위해 세척 및 세정 단계)는 층 (24c)의 침착 전에 요구되지 않는다. 이들 공격적인 세정 단계는 제품 (10)의 표면에 흠 및 다른 결함을 도입할 수 있다. 이로써, 이들 공격적인 세정 단계의 제거는, 흠 및 다른 결함이 제품의 표면에 도입되어 제품 (10)의 기계적인 특성 (예를 들어, 웨이블 계수 (Weibull modulus), 웨이블 특성 강도, 평균 강도, 등)에 역효과를 미칠 수 있는 가능성을 감소시킨다.
도 1a 및 1b에 나타낸 방법 (100 및 100b)는 제작 및 비용 절감 이점을 또한 제공한다. 항균성 영역의 발생을 위한 단계가 층 (24c)의 형성 후에 수행된 경우, 층 (24c)의 형성을 위해 제품 (10)의 표면을 준비하는데 상당히 적은 비용이 든다. 즉, 층 (24c)의 무결성에 부정적 영향을 미칠 수 있는, 잔류 항균성 이온 및 염은, 함침 단계 (160)가 방법 (100 및 100b)에 따라 층 (24c)을 형성하기 위한 단계 (150) 이후에 수행된 경우, 제품 (10)의 표면상에 존재하지 않는다. 부가적으로, 제품 (10)의 표면과 비교하여 층 (24c)의 표면 유래의 잔류 항균성 이온을 세정하는 것은 상당히 쉽고 및 적은 비용이 든다. 이것은 방법 (100 및 100b)의 다수의 구체 예가 항균성 이온 염의 습윤에 대해 더 적은 전도성 표면 에너지를 갖는 층 (24c) (예를 들어, 세정-용이한 소수성 표면)을 발생시키는 구조이기 때문이다. 또한, 함침 단계 (160) 후에 층 (24c)의 표면상에 잔류 항균성 이온의 낮은 보유와 연관된 비용 절감이 있다. 더 적은 양의 고가의 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)이 단계 (160)의 수행 후에 층 (24c)의 표면상에 남기 때문에, 후속 세척 단계 (170) 동안 항균성 이온의 손실은 최소화된다.
상기 방법 (100, 100b)에 따르면, 단계 (160)을 통해 층 (24c)에 및/또는 제품 (10)에 얻어진 항균 활성도 및 효율은 매우 높을 수 있다. 예를 들어, 여기에 기재된 방법 (100, 100b)에 따라 제작된 제품 (10)은 미국 가 특허출원 제61/908,401호에 기재된 "건식" 프로토콜에 따라 시험된 경우 적어도 Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 적어도 2 로그 감소 (즉, LR > ~2 또는 99%의 사멸률)을 나타낼 수 있고, 상기 특허 문헌의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다. 몇몇 구체 예에서, 항균성 제품은 약 42% 습도로 약 23℃에서 시험되고, 상기 제품은 이들 조건하에서 "건식" 프로토콜에 따라 시험된 경우 적어도 Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 적어도 2 로그 감소 (즉, LR > ~2 또는 99%의 사멸률)을 나타내는 것으로 기대된다. 몇몇 구체 예에서, 여기에 기재된 방법 (100, 100b)에 따라 제작된 제품 (10)은 "건식" 프로토콜에 따라 시험된 경우 적어도 Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 평균으로 적어도 3 로그 감소 (즉, LR > ~3 또는 99.9%의 사멸률)을 나타낼 수 있는 것으로 기대된다. 더욱이, 방법 (100, 100b)으로 제작된 제품 (10)의 항균 효율을 입증하기 위한 "건식" 프로토콜은: (a) 배양균을 형성하기 위해 다수의 박테리아 유기체를 갖는 스톡 (stock)의 일부를 영양 한천에 접종하는 단계; (b) 제1 배양된 배양균을 형성하기 위해 상기 배양균을 배양하는 단계, 제2 배양된 배양균을 형성하기 위해 영양 한천으로 상기 제1 배양된 배양균의 일부를 배양하는 단계, 제3 배양된 배양균을 형성하기 위해 영양 한천으로 상기 제2 배양된 배양균의 일부를 배양하는 단계, 및 다수의 박테리아 콜로니 (colonies)를 갖는 접종된 시험 플레이트를 형성하기 위해 대략 48시간 동안 상기 제3 배양된 배양균을 배양하는 단계; (c) 완충 시험 용액에 다수의 박테리아 콜로니의 일부를 현탁시켜 접종원 (inoculum)을 형성시키는 단계, 시험 용액의 pH를 대략 7 내지 8로 조정하는 단계, 및 시험 용액에 대략 10% 내지 30중량%의 농도로 유기 토양 혈청 (organic soil serum)을 첨가하는 단계; (d) 상기 접종원의 일부를 항균성 제품의 항균성 영역에 접종하는 단계; (e) 상기 접종된 항균성 제품을 적어도 대략 2시간 동안 배양하는 단계; 및 (f) 잔여 시험 접종원을 형성하기 위해 배양되고 접종된 항균성 제품을 중화 용액 (neutralizing solution)에서 세척하는 단계, 상기 잔여 시험 접종원에서 부피당 생존 박테리아 콜로니의 수를 카운팅하는 단계, 및 잔여 대조 접종원에 대하여 잔여 시험 접종원에서 생존 박테리아 콜로니의 수의 퍼센트 감소를 계산하는 단계를 포함한다.
항균성 제품 (10)의 항균 활성도 및 효율, 및 방법 (100, 100b)로 제작된 이러한 제품은, 또한 명칭이 "Antimicrobial Products - Test for Antimicrobial Activity and Efficacy"인 Japanese Industrial Standard JIS Z 2801 (2000)에 기초하여, "주변" 프로토콜로 입증될 수 있고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다. 예를 들어, 제품 (10)은 약 24시간 동안 약 42% 습도 및 약 23℃에서 시험될 수 있다. 구체적으로, 다섯 (5) 대조구 샘플 및 다섯 (5) 시험 샘플은 사용될 수 있고, 여기서 각 샘플은, 알려진 표면적 상에 균일한 퍼짐을 보장하도록 접종된 샘플에 적용된 멸균 커버슬립 (coverslip)과 함께, 이에 적용된 부피 및 특정 접종원 조성물을 갖는다. 피복된 샘플은 전술된 조건하에서 배양되고, 약 6시간 내지 약 24시간 동안 건조되며, 버퍼 용액으로 헹구고, 및 아가 플레이트 상에서 배양시켜 계산되며, 이의 마지막 두 단계는 JIS Z 2801 (2000) 시험에 사용된 절차와 유사하다. 이 시험을 사용하여, 방법 (100, 100b)에 따라 제작된, 항균성 제품 (10)은, 적어도 Staphylococcus aureus 박테리아의 적어도 1 로그 감소 (즉, LR > ~1 또는 90%의 사멸률) 및 적어도 Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 적어도 2 로그 감소 (즉, LR > ~2 또는 99.99%의 사멸률)을 나타낼 수 있는 것으로 믿어진다. 다른 실행에서, 여기에 기재된 항균성 제품 (10)은 이들 시험 조건하에 노출된 어떤 박테리아의 적어도 3 로그 감소 (즉, LR > ~3 또는 99.9%의 사멸률)을 나타낼 수 있는 것으로 믿어진다.
항균 활성도 및 효율은 또한 JIS Z 2801 (2000)에 따라 측정될 수 있다. 이 시험의 "습식" 조건 (즉, 약 37℃ 및 약 24시간 동안 90% 초과의 습도) 하에서, 여기에 기재된 방법에 따라 제작된 항균성 유리 제품 (예를 들어, 방법 (100, 100b))은 적어도 Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 적어도 5 로그 감소 (즉, LR > ~5 또는 99.999%의 사멸률)을 나타낼 수 있는 것으로 믿어진다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 항균성 제품 (310)은 또 다른 구체 예에 따라 제공된다. 몇몇 구체 예에서, 제품 (310)은 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹 조성물로 주로 구성되고, 및/또는 제품 (10)에 사용된 것과 비교 가능한 형태 요소 (도 1a 및 1b, 및 해당 설명 참조)이다. 상기 제품 (310)은 제1 표면 (312)을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 제1 표면 (312)은 (예를 들어, 도 1a에 나타낸 방법 (100)에 사용된 물질 제거 단계 (140)의 결과로서) 강도-감소 결함 (strength-reducing defects)이 실질적으로 없도록 구성된다. 몇몇 구체 예에 따르면, 제1 표면 (312)은 2차 이온 질량 분광계 ("IMS")에 의해 측정된 것으로 수소가 실질적으로 없다. 다른 구체 예에서, 제1 표면 (312)과 약 0.5㎛ 깊이 사이에 제품 (310)의 표면 영역은 수소 침투가 실질적으로 없다. 여기에 사용된 바와 같은, 문구 "수소 침투가 실질적으로 없는"은 약 1000 counts/second 이하의 SIMS 기술에 의해 측정된 바와 같은 수소 침투를 포함한다. 좀 더 구체적인 구체 예에서, 제1 표면 (312)으로부터 약 0.1㎛ 내지 약 0.5㎛ 깊이의 표면 영역은 수소 침투가 실질적으로 없다.
도 2a에 나타낸 제품 (310)은 또한 제품 (310)의 제1 표면 (312)으로부터 제1 선택된 깊이 (314)로 확장하는 압축 응력 층 (324)을 포함한다. 제품 (310)은 또한 제품 (310)의 제1 표면 (312)상에 침착된 층 (344)을 포함한다. 층 (344)은 제품 (310)의 제2 표면 (342)을 한정하고, 두께 (346)를 보유한다. 더욱이, 층 (344)은 층 (24c) (도 1a 및 1b 참조)과 호환가능하고, 그러므로, 층 (344)는 기능성 층일 수 있다. 예를 들어, 층 (344)은 내-지문 코팅, 방-오 코팅, 세정-용이 코팅, 색상-제공 조성물 및 환경 배리어 (environmental barrier) 코팅, 또는 전기 전도성 코팅을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 층 (344)은 소수성 코팅이다. 더욱이, 층 (344)은 층 (24c)을 형성하는데 사용된 것과 호환 가능한 다양한 공정에 의해 제품 (310)의 제1 표면 (312) 상에 침착 또는 형성될 수 있다.
도 2a를 다시 참조하면, 제품 (310)은 또한 제1 표면 (312)으로부터 항균성 깊이 (316)로 확장하는 다수의 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)을 포함하는 항균성 영역 (334)을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 항균성 영역 (334)은 층 (344)의 제2 표면 (342)으로부터, 층 (344)를 통해, 항균성 깊이 (316)에 이르기까지 확장한다. 제품 (310)의 제1 표면 (312)은 약 5% 내지 약 70중량% 범위에서 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)의 농도를 가질 수 있다. 다른 구체 예에서, 제1 표면 (312)은 약 1% 내지 약 50중량% 범위에서 항균성 이온의 농도를 갖는다. 대표적인 구체 예에 따르면, 제1 표면 (312)에서 Ag+ 이온의 농도는 약 1% 내지 약 40중량%이다.
몇몇 대표적인 구체 예에서, 항균성 깊이 (316)는 제품 (310)에서 제1 표면 (312)으로부터 대략 3㎛ 이하, 약 2㎛ 이하, 또는 약 1㎛ 이하로 설정된다. 부가적인 구체 예에서, 항균성 깊이 (316)는 대략 0.1㎛ 내지 대략 3㎛로 설정된다. 몇몇 구체 예에서, 하나 이상의 Ag+ 이온은, 쉽게 측정 가능하지 않는 항균성 수준에서 (항균성 영역 (334)의 바깥쪽) 항균성 깊이 (316) 아래 깊이까지 제품 (310)에 존재할 수 있고, 및/또는 제품 (310)의 항균 효율에 실질적 기여자 (substantial contributor)인 것으로 또한 이해되어야 한다. 이로써, 항균성 깊이 (316)보다 더 깊은 제품 (30)에 존재하고, 잔여 항균성 깊이로 확장하는 Ag+ 이온은, 몇몇 구체 예에서, 제품 (310)의 항균 효율에 기여를 제공할 수 있는 잔류 항균 효율을 한정한다. 아마도, 잔여 항균성 깊이는 제품 (310)의 전체 두께를 통해 확장할 수 있다.
도 2b에 나타낸 바와 같은, 항균성 제품 (310a)은 구체 예에 따라 제공된다. 도 2b에 나타낸 항균성 제품 (310a)은 도 2a에 나타낸 제품 (310)과 매우 유사하고, 별도의 언급이 없다면, 같은-숫자의 부재는 동일하게 구성되거나 및/또는 처리된다. 항균성 제품 (310a)에서, 그러나, 항균성 영역 (334)은 제품 (310a) 또는 제1 표면 (312) 내에 감지할만한 양의 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)이 없이, 층 (344) 내에 실질적으로 위치된다. 이로써, 제품 (310a)의 항균성 영역 (334)은 제2 표면 (342)으로부터 층 (344)을 통해 항균성 깊이 (316)로 확장할 수 있다. 제품 (310a)에서, 항균성 깊이 (316)는 층 (344) 내에 위치된다. 몇몇 항균성 이온은 감지하지 못하는 농도 수준에서 제품 (310a)에 및/또는 층 (344)에서 깊이 (316) 아래에 위치될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 몇몇 구체 예에 따르면, 제품 (310a)의 층 (344)의 제2 표면 (342)은 약 5% 내지 약 70중량%의 범위에서 항균성 이온 (예를 들어, Ag+ 이온)의 농도를 가질 수 있다. 다른 구체 예에서, 제2 표면 (342)은 약 1% 내지 약 50중량%의 범위에서 항균성 이온의 농도를 갖는다. 대표적인 구체 예에 따르면, 제2 표면 (342)에서 Ag+ 이온의 농도는 약 1% 내지 약 40중량%이다.
항균성 제품 (310, 310a)은 전술된 상세한 설명에 개요가 서술된 방법 (100, 100b)에 따라 제작될 수 있다. 항균성 제품 (310, 310a)은 또한 전술된 개요에 따른 방법 (100, 100b)과 일치하여 변형된 프로토콜에 따라 제작될 수 있다. 항균성 제품 (310, 310a)의 몇몇 구체 예에서, 제1 표면 (312)은 물질 제거 공정, 예를 들어, 터치 연마 또는 산 에칭 처리에 의해 형성된다. 또 다른 구체 예에서, 제1 표면 (312)은 터치 연마 또는 산 에칭 표면 처리 공정으로부터 약 0.1㎛ 내지 약 2㎛의 제거와 일치하는 표면 모폴로지 (morphology)를 특징으로 한다. 또 다른 구체 예에 따르면, 압축 층 (324)은 더 작은 이온-교환 가능한 이온 (예를 들어, Na+ 이온)을 함유하는 제품 (310, 310a)으로 교환 및/또는 부여된 다수의 금속 이온 (예를 들어, K+ 이온)을 함유한다. 초기에 언급된 바와 같이, 제1 표면 (312)은, 몇몇 특정 구체 예에서, 약 5% 내지 약 70%, 또는 약 1% 내지 약 50%의 범위에서 항균성 이온의 농도를 가질 수 있다. 제1 표면 (312)이 약 20% 내지 약 40중량%의 범위에서 Ag+ 이온의 농도를 함유하도록 항균성 제품 (310, 310a)을 구성하는 것이 또한 가능하다. 몇몇 구체 예에서, 제1 표면 (312)은 약 30% 내지 약 40중량%의 범위에서 Ag+ 이온의 농도를 함유한다.
몇몇 구체 예에서, 항균성 제품의 광학 무결성은 제품 (310, 310a) 및 층 (344)이 약 400㎚ 내지 약 750㎚의 범위에서 88% 이상의 광학 투과율을 특징으로 할 수 있도록 유지된다. 몇몇 구체 예에 따르면, 제품 (310, 310a) 및 층 (344)의 광학 투과율은 약 400㎚ 내지 약 750㎚의 범위에서 89%, 90%, 91%, 92%, 또는 더 높은 값만큼 높을 수 있다. 부가적으로, 이러한 제품 (310, 310a)은 전술된 바와 같은 방법 (100, 100b) 또는 이들 방법들의 변형에 따라 제작될 수 있다.
다른 구체 예에 따르면, 제품 (310, 310a)의 층 (344)은, 제품이 6,000 마모 사이클 이상에 적용된 후에, 적어도 75°의 물 접촉각을 보유하는 것으로 기대된다. 몇몇 변형에서, 층 (344)은 제품 (310, 310a)이 적어도 1,000, 적어도 2,000, 적어도 3,000, 적어도 4,000 또는 적어도 5,000 마모 사이클에 적용된 후에 적어도 75°의 물 접촉각을 보유하여야 한다.
대표적인 구체 예에서, 제품 (310, 310a)은 제1 표면 (12) 또는 제1 표면 (12a)에 부가하여 다른 표면을 포함하고, 이들 다른 표면 및 제1 표면 (12, 12a)은 제품 (310, 310a)이 적어도 8,000 마모 사이클에 적용된 후에 약 2㎜ 미만의 길이로 스크래치를 나타내는 것으로 기대된다. 몇몇 구체 예에서, 제품 (310, 310a)은 적어도 8,000 마모 사이클 전 및 후에 광학 반사율 값 및/또는 광학 투과율 값이 실질적으로 변화되지 않는 것을 특징으로 하는 것으로 기대된다. 몇몇 변형에 따르면, 제품 (310, 310a)은 적어도 1,000, 적어도 2,000, 적어도 3,000, 적어도 4,000, 적어도 5,000, 적어도 6,000, 또는 적어도 7,000 마모 사이클에 적용되기 전 및 후에 전술된 특징들 (크랙 전파 저항성, 광학 투과율 및/또는 광학 반사율) 중 어느 하나와 실질적인 등가를 나타내는 것으로 기대된다.
실시 예 1
도 3을 참조하면, 깊이의 함수에 따른 Ag+ 이온 농도 (중량% Ag2O)의 SIMS 플롯은 제품으로 Ag+ 이온을 혼입하는 항균성 이온교환 공정 전 또는 후에 침착된 소수성 코팅을 갖는 두 개의 강화 유리 제품에 대해 묘사된다. 도 3에 나타낸 깊이 프로파일은 소수성 코팅 및 기초가 되는 유리 제품 기판 모두를 포함한다. "A" and "B"로 지명된 두 세트의 강화된, 항균성 유리 제품은 다음과 같이 제조된다. 제품은 약 68 mol% SiO2, 4 mol% B2O3, 약 13 mol% Al2O3, 약 14 mol% Na2O, 약 2 mol% MgO 및 약 0.1 mol% SnO2를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 갖는다.
도 3에 나타낸 SIMS 데이터를 발생시키기 위해 사용된 "A" 및 "B" 제품은 5시간 동안 420℃에서 100% KNO3 용융염 욕조를 사용하는 강화 이온-교환 공정에 적용되어 CS 수준 > 850 MPa 및 DOL > 35㎛를 달성한다. 강화 후, 유리 제품은 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. 제품은 또한 Dow Corning® 2634 Coating 제제 (예를 들어, 불소화 용매 내에 알콕시실란)로부터 유래된 소수성 코팅으로 딥-코팅되어 대략 5㎚의 두께를 갖는 유리 제품상에 세정-용이 중합체 표면을 발생시킨다. "A" 및 "B" 유리 제품은 또한 50% AgNO3 및 50% KNO3를 함유하는 용융염 욕조에서 30분 동안 250℃로 항균성 이온교환 공정에 적용된다.
도 3을 다시 참조하면, 항균성 제품의 "A" 그룹은 소수성 코팅의 적용 전에 항균성 이온교환 공정에 적용된다. 대조적으로, 항균성 제품의 "B" 그룹은 소수성 코팅의 적용 후에 항균성 이온교환 공정에 적용된다. SIMS 데이터가 입증하는 바와 같이, "A" 및 "B" 그룹에 대한 (Ag2O 중량%로 나타낸 바와 같은) Ag+ 이온 농도 프로파일은 사실상 동일하다. 그러므로, 항균성 이온 (Ag+ 이온)은, 전술된 방법 (100, 100b) 및 제품 (310, 310a)과 일치하게, "B" 그룹에 소수성 코팅을 통하여 유리 제품의 "B" 그룹에 성공적으로 혼입되었다. 더욱이, 코팅 침착 후에 항균성 이온교환으로 제조된 그룹 "B" 제품은, 소수성 층으로 코팅되지 않은 "맨" 제품상에 항균성 이온교환으로 제조된 그룹 "A" 제품과 비슷한 Ag+ 농도 프로파일을 나타낸다.
실시 예 2
도 4를 참조하면, 막대 도표는 제품으로 Ag+ 이온을 혼입하는 이온 교환 공정 전에 침착된 소수성 코팅을 갖는 및 갖지 않는 강화 유리 제품의 항균성 시험으로부터 결과를 나타낸다. "A" 및 "B"로 지명된 두 세트의 강화된, 항균성 유리 제품은 다음과 같이 제조된다. 상기 제품은 실시 예 1의 제품과 동일한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 갖는다.
도 4에 나타낸 효율을 발생시키기 위해 사용된 "A" 및 "B" 제품은 5시간 동안 420℃에서 100% KNO3 용융염 욕조를 사용하는 강화 이온-교환 공정에 적용되어 CS 수준 > 850 MPa 및 DOL > 35㎛을 달성한다. 강화 후에, 유리 제품은 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. "A" 유리 제품은 그 다음 50% AgNO3 및 50% KNO3를 함유하는 용융염 욕조에서 30분 동안 250℃로 항균성 이온교환 공정에 적용된다. "B" 유리 제품은 또한 강화 후에 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. "B" 제품은 그 다음 Dow Corning® 2634 코팅 제제 (예를 들어, 불소화 용매 내에 알콕시실란)로부터 유래된 소수성 코팅으로 딥-코팅되어 대략 5㎚의 두께를 갖는 유리 제품상에 세정-용이 중합체 표면을 발생시킨다. 코팅된 "B" 제품은 다시 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. 최종적으로, "B" 유리 제품은 50% AgNO3 및 50% KNO3를 함유하는 용융염 욕조에서 30분 동안 250℃로 항균성 이온교환 공정에 적용된다.
도 4를 다시 참조하면, 제품의 "A" 및 "B" 그룹은, 미국 가 특허출원 제61/908,401호 및 전술한 설명과 일치하게 Staphylococcus aureus 박테리아로 "건식" 프로토콜을 사용하여 항균 효율 시험에 적용된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 미코팅 강화된, 항균성 제품의 "A" 그룹에 대한 로그 사멸 (log kill) 결과는 코팅된 강화된, 항균성 제품의 "B" 그룹에 통계상으로 동등하다. 도 4에 나타낸 "B" 그룹으로부터의 데이터는, 100%로 설정된, "A" 그룹으로부터의 결과로 표준화된 점에 주의된다. 이로써, 전술된 방법 (100, 100b) 및 제품 (310, 310a)과 일치하게, 제품의 "B" 그룹을 발생시키는데 사용된 방법은, 항균 효율에 희생 없이 소수성 코팅을 갖는 강화된 항균성 제품을 제공한다.
실시 예 3
도 5를 참조하면, 막대 도표는 소수성 코팅을 갖는 및 갖지 않는 강화된, 항균성 유리 제품의 세 그룹의 항균성 시험의 결과를 나타낸다. 도 5에 나타낸 강화된, 항균성 유리 제품은 "A," "B" 및 "C"로 지명되고, 다음과 같이 제조된다. 모든 제품은 실시 예 1에 사용된 것과 동일한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 갖는다.
도 5에 나타낸 효율 데이터를 발생시키기 위해 사용된 "A", "B" 및 "C" 제품은 5시간 동안 420℃에서 100% KNO3 용융염 욕조를 사용하는 강화 이온-교환 공정에 적용되어 CS 수준 > 850 MPa 및 DOL > 35㎛을 달성한다. 강화 후에, 모든 유리 제품은 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. 유리 제품의 "A" 및 "B" 그룹은 50% AgNO3 및 50% KNO3를 함유하는 용융염 욕조에서 30분 동안 250℃로 항균성 이온교환 공정에 적용된다. 유리 제품의 "A" 그룹에 적용된 소수성 또는 다른 코팅은 없다. "B" 그룹과 관련하여, 이들 유리 제품은 항균성 이온교환 공정에 적용된 후에 소수성 코팅으로 더욱 처리된다. 특히, 제품의 "B" 그룹은 Dow Corning® 2634 코팅 제제 (예를 들어, 불소화 용매 내에 알콕시실란)로부터 유래된 소수성 코팅으로 딥-코팅되어 대략 5㎚의 두께를 갖는 유리 제품상에 세정-용이 중합체 표면을 발생시킨다. "C" 그룹과 관련하여, 이들 유리 제품은 항균성 이온교환 공정에 적용되기 전에 소수성 코팅으로 더욱 처리된다. 유리 제품의 "C" 그룹에 사용된 소수성 코팅 및 항균성 이온교환 공정 조건은 유리 제품의 "B" 그룹에 사용된 것과 동일하다.
도 5를 참조하면, 제품의 "A", "B" 및 "C" 그룹은 미국 가 특허출원 제61/908,401호 및 전술된 설명과 일치하게 Staphylococcus aureus 박테리아로 "건식" 프로토콜을 사용하여 항균 효율 시험에 적용된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 강화된, 항균성 제품의 "A", "B" 및 "C"는 각각 3.5, 3 및 2를 초과하는 평균 로그 사멸 값을 갖는다. "B" 및 "C" 그룹에 소수성 코팅의 사용이 미코팅된 "A" 그룹과 비교한 효율에서 약간의 손실을 결과하는 것으로 나타나지만, 코팅 "B" 및 "C" 그룹의 효율 수준은 매우 높다. 좀 더 구체적으로, "B" 및 "C" 그룹은 99% 이상의 사멸률 (kill rate)을 나타낸다. 더욱이, 99%를 초과하는 평균 로그 사멸률을 나타내는, "C" 그룹은, 매우 우수한 효율이 소수성 코팅의 침착 이후에 항균성 이온교환 공정에 적용된 유리 제품에 달성될 수 있다는 것을 입증한다. 이로써, 전술된 방법 (100, 100b) 및 제품 (310, 310a)과 일치하게, 제품의 "C" 그룹을 발생시키는데 사용된 방법은, 매우 우수한 항균 효율로 소수성 코팅을 갖는 강화된 항균성 제품을 제공한다.
실시 예 4
도 6a 및 6b를 참조하면, 코팅 깊이의 함수에 따른 Ag+ 이온 농도 (Ag2O 중량%)의 SIMS 플롯은 각각 제품으로 Ag+ 이온을 혼입하는 항균성 이온교환 공정 전 및 후에 침착된 소수성 코팅을 갖는 두 강화 유리 제품을 나타낸다. 도 6a 및 6b에 나타낸 깊이 프로파일은, X-축이 0 내지 20㎚의 범위로 제한됨에 따라 기초가 되는 유리 제품 기판의 소수성 코팅에 초점이 맞추어져 있다.
도 6a 및 6b에서 데이터를 발생하기 위해 사용된, 두 세트의 강화된, 항균성 유리 제품은 다음과 같이 제조된다. 상기 제품은 실시 예1에 사용된 것과 동일한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 갖는다. 두 세트의 유리 제품은 5시간 동안 420℃에서 100% KNO3 용융염 욕조를 사용하는 강화 이온-교환 공정에 적용되어 CS 수준 > 850 MPa 및 DOL > 35㎛을 달성한다. 강화 후에, 유리 제품은 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. 도 6a 및 6b에서 제품은 또한 약 5㎚ 내지 15㎚의 타겟 두께를 갖는 기초가 되는 실리카 프라이머로 약 5㎚의 타겟 두께를 갖는 소수성 코팅을 발생시키기 위해 전자빔 증착 기술을 사용하여 PVD 공정에 적용된다. 부가적으로, 이들 유리 제품은 또한 0.5% AgNO3 및 99.5% KNO3를 함유하는 용융염 욕조에서 60분 동안 390℃로 항균성 이온교환 공정에 적용된다. 도 6a에서 제품은 소수성 코팅의 발생 전에 항균성 이온교환 공정에 적용되고, 따라서 비교 예로서 제공된다. 대조적으로, 도 6b에서 제품은 소수성 코팅의 발생 후에 항균성 이온교환 공정에 적용된다.
도 6a를 참조하면, 이들 비교 샘플의 SIMS 데이터는, Ag+ 이온이 코팅의 표면 (대략 0㎚) 근처에서 존재하지 않으면서, 유리 표면에 근접함에 따라 (대략 12㎚) 약 0.02 내지 0.04중량% Ag2O로 Ag+ 이온 농도에서 아주 사소한 증가를 갖는다는 것을 입증한다. 소수성 코팅과 기초가 되는 유리 제품 사이 계면 근처에서 Ag+ 이온의 농도의 증가는, 소수성 코팅의 침착과 연관된 상승된 온도 동안 상기 코팅으로 Ag+ 이온의 약간의 확산이 가능하다.
도 6b에서, 이들 유리 제품의 SIMS는 0.54중량% Ag2O까지, 상당한 양의 Ag+ 이온이 상기 코팅의 표면 근처 (대략 0㎚)에 존재한다는 것을 입증한다. 이들 수준은 소수성 코팅과 기초가 되는 유리 제품 사이 (~9-10㎚ 깊이)의 가능성 있는 계면에서 0에 가깝게 하락하고, 그 다음 10㎚ 이상 깊이에서 상당히 증가한다 (> 1중량% Ag2O). 코팅의 표면 근처에서 Ag+ 이온의 농도의 증가는, 코팅을 갖는 유리 제품이 항균성 욕조에 함침된 후에 코팅에 남는 Ag+ 이온과 연관되는 것으로 믿어진다. 그러므로, 코팅된, 강화 유리 제품으로 사용된 항균성 이온교환 공정은, 코팅 및 기초가 되는 기판 모두에 약간의 감지할만한 양의 Ag+ 이온을 남기는 경향이 있다. 이로써, 전술된 방법 (100, 100b) 및 제품 (310, 310a)과 일치하게, 도 6b에 나타낸 제품의 그룹을 발생시키는데 사용된 방법은, 코팅 및 기초가 되는 기판에 상당한 양의 Ag+ 이온을 갖는 소수성 코팅을 갖는 강화된 항균성 제품을 제공한다. 더욱이, Ag+ 이온의 이들 소스 중 하나 또는 모두는 이들 유리 제품에 대한 항균 효율에 기여할 수 있다.
실시 예 5
하기 표 1은 코팅의 침착 후에 항균성 이온교환 단계를 갖는 및 갖지 않은, 코팅된 강화, 유리 제품상에 물 접촉각 측정의 비교를 제공한다. 특히, "A" 및 "B"로 지명된 두 세트의 강화 유리 제품은 다음과 같이 제조된다. 상기 제품은 실시 예 1에 사용된 것과 동일한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 갖는다. 더욱이, 표 1에 열거된 물 각도 데이터를 발생시키기 위해 사용된 "A" 및 "B" 제품은 5시간 동안 420℃에서 100% KNO3 용융염 욕조를 사용하는 강화 이온-교환 공정에 적용되어 CS 수준 > 850 MPa 및 DOL > 35㎛을 달성한다. 강화 후에, 유리 제품은 플라즈마 세정되고, 탈이온수로 헹궈진다. 더욱이, 제품의 "A" 및 "B" 그룹은 전자빔 침착 기술을 사용하여 PVD 공정에 적용되어 약 5㎚ 내지 15㎚의 두께를 갖는 실리카 프라이머를 갖는 약 5㎚의 두께를 갖는 소수성 코팅을 발생시킨다.
표 1을 참조하면, 유리 제품의 "B"는 50% AgNO3 및 50% KNO3를 함유하는 용융염 욕조에서 30분 동안 250℃로 항균성 이온교환 공정에 적용된다. 유리 제품의 "A" 그룹은 항균성 이온교환 공정에 적용되지 않는 관점에서 대조구로 제공된다. 표에 나타낸 바와 같이, "A" 및 "B" 그룹 사이의 물 접촉 측정은 거의 동일하다. 이로써, 전술된 방법 (100, 100b) 및 제품 (310, 310a)과 일치하게, 제품의 "B" 그룹을 발생시키는데 사용된 방법은, 관찰된 물 접촉각의 관점에서 소수성 코팅의 무결성 (예를 들어, 표면 에너지의 안정성)에 영향을 미치지 않는 소수성 코팅을 갖는 강화된 항균성 제품을 제공한다. 즉, 제품의 "B" 그룹에서 소수성 코팅을 통해 항균성 Ag+ 이온의 주입은 소수성 코팅의 능력에 영향을 미치지 않아, 표면 에너지 보유와 관련한 필요에 따라 수행된다.
A
강화 유리 w/코팅		 B
강화 유리 w/코팅 및 코팅 통해 주입된 Ag+ 이온
시험 # θL (°) θR (°) θM (°) 시험 # θL (°) θR (°) θM (°)
1 116.5 116.6 116.5±0.05 1 112.1 112.4 112.3 ± 0.12
2 116.5 116.6 116.6 2 113.1 113.5 113.3 ± 0.17
3 114.5 114.7 114.6±0.11 3 114.4 115 114.7 ± 0.27
4 114 114.2 114.1±0.07 4 115.3 115.3 115.3
5 115.5 115.2 115.4±0.17 5 115.5 115.8 115.6 ± 0.14
평균 115.4 115.5 115.4 평균 114.1 114.4 114.2
다양한 변형 및 변화가 청구항의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 만들어질 수 있음은 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (30)

  1. 제1 표면을 갖는 기판;
    상기 제1 표면상에 배치되고, 제2 표면을 한정하는 층;
    상기 기판의 제1 표면으로부터 상기 기판 내에 제1 깊이로 확장하는 압축 응력 영역; 및
    상기 층의 제2 표면으로부터 상기 기판 내에 제2 깊이로 확장하는 다수의 Ag+ 이온을 포함하는 항균성 영역을 포함하고, 상기 제2 깊이는 상기 기판의 제1 표면으로부터 3㎛ 이하이며,
    여기서 상기 항균성 영역은 1중량% 내지 50중량% 범위에서 Ag+ 이온의 농도를 갖는 항균성 제품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹 조성물을 포함하는 항균성 제품.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 층은 방-오 코팅, 내-지문 코팅, 및 세정-용이 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 코팅을 포함하는 항균성 제품.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 깊이는 상기 기판의 제1 표면으로부터 1㎛ 이하에서 설정되는 항균성 제품.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 표면은 강도-감소 결함이 없고, 상기 기판 및 층은 각각 400㎚ 내지 750㎚ 범위에서 88% 이상의 광학 투과율을 특징으로 하는 항균성 제품.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층의 제2 표면으로부터 기판의 제2 깊이로 확장하는 다수의 Ag+ 이온은 비-환원 상태인 항균성 제품.
  7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제품은:
    JIS Z 2801 (2000) 시험 조건하에서 적어도 Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 5 이상의 로그 사멸률;
    변경 JIS Z 2801 (2000) 시험 조건하에서 적어도 Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, 및 Pseudomonas aeruginosa 박테리아의 3 이상의 로그 사멸률, 여기서 상기 변경 조건은 24시간 동안 42%의 습도에서 23℃의 온도로 항균성 유리 제품을 유지하는 단계를 포함함; 및
    (a) 배양균을 형성하기 위해 다수의 박테리아 유기체를 갖는 스톡의 일부를 영양 한천에 접종하는 단계;
    (b) 제1 배양된 배양균을 형성하기 위해 상기 배양균을 배양하는 단계, 제2 배양된 배양균을 형성하기 위해 영양 한천으로 상기 제1 배양된 배양균의 일부를 배양하는 단계, 제3 배양된 배양균을 형성하기 위해 영양 한천으로 상기 제2 배양된 배양균의 일부를 배양하는 단계, 및 다수의 박테리아 콜로니를 갖는 접종된 시험 플레이트를 형성하기 위해 48시간 동안 상기 제3 배양된 배양균을 배양하는 단계;
    (c) 완충 시험 용액에서 다수의 박테리아 콜로니의 일부를 현탁시켜 접종원을 형성시키는 단계, 상기 시험 용액의 pH를 7 내지 8로 조정하는 단계, 및 상기 시험 용액에 10중량% 내지 30중량%의 농도의 유기 토양 혈청을 첨가하는 단계;
    (d) 상기 접종원의 일부를 항균성 제품의 항균성 영역에 접종하는 단계;
    (e) 상기 접종된 항균성 제품을 적어도 2시간 동안 배양하는 단계; 및
    (f) 잔여 시험 접종원을 형성하기 위해 상기 배양되고 접종된 항균성 제품을 중화 용액에서 세척하는 단계, 상기 잔여 시험 접종원에서 부피당 생존 박테리아 콜로니의 수를 카운팅하는 단계, 및 잔여 대조 접종원에 대하여 잔여 시험 접종원에서 생존 박테리아 콜로니의 수의 퍼센트 감소를 계산하는 단계를 포함하는 시험에 의해 시험된 것으로,
    2 이상의 로그 사멸률;
    중 어느 하나를 더욱 나타내는, 항균성 제품.
  8. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층은, 상기 제품이 6,000 마모 사이클에 적용된 이후에, 적어도 75°의 물 접촉각을 더욱 특징으로 하는 항균성 제품.
  9. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제품은,
    적어도 8,000 마모 사이클 이전의 광학 반사율 값 및 이후의 광학 반사율 값, 여기서 상기 광학 반사율 값은 동일함, 및
    적어도 8,000 마모 사이클 이전의 광전송 값 및 이후의 광전송 값, 여기서 상기 광전송 값은 동일함,
    중 하나 또는 모두를 나타내는, 항균성 제품.
  10. 제1 표면 및 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온을 갖는 제품을 제공하는 단계;
    상기 이온-교환 가능한 금속 이온보다 크기가 큰 다수의 이온-교환 금속 이온을 포함하는 강화 욕조를 제공하는 단계;
    다수의 항균성 이온, 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온 및 다수의 이온-교환 이온을 포함하는 항균성 욕조를 제공하는 단계;
    상기 제품 내의 다수의 이온-교환 가능한 금속 이온의 일부를 강화 욕조 내의 다수의 이온-교환 금속 이온의 일부로 교환하기 위해 강화 욕조에 제품을 함침시켜 제1 표면으로부터 제품의 제1 깊이로 확장하는 압축 응력 영역을 형성하는 함침 단계;
    상기 제품의 제1 표면상에 층을 형성시키고, 상기 층은 압축 응력 영역 위에 배열되며, 제2 표면을 한정하는 형성 단계; 및
    상기 압축 응력 영역 내에 이온-교환 가능하고, 이온-교환 금속 이온들의 일부를 항균성 욕조 내에 다수의 항균성 이온의 일부로 교환하기 위해 상기 제품 및 층을 항균성 욕조에 함침시켜 상기 층의 제2 표면으로부터 제품 내에 제2 깊이로 확장하는 다수의 항균성 이온을 포함하는 항균성 영역을 부여하는 함침 단계를 포함하는, 항균성 제품의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
KR1020167032945A 2014-04-25 2015-04-23 기능성 코팅을 갖는 항균성 제품 및 상기 항균성 제품을 제조하는 방법 KR102441434B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461984174P 2014-04-25 2014-04-25
US61/984,174 2014-04-25
PCT/US2015/027209 WO2015164559A1 (en) 2014-04-25 2015-04-23 Antimicrobial article with functional coating and methods for making the antimicrobial article

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160147271A KR20160147271A (ko) 2016-12-22
KR102441434B1 true KR102441434B1 (ko) 2022-09-07

Family

ID=53053120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167032945A KR102441434B1 (ko) 2014-04-25 2015-04-23 기능성 코팅을 갖는 항균성 제품 및 상기 항균성 제품을 제조하는 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9840438B2 (ko)
EP (1) EP3134370A1 (ko)
JP (1) JP6659577B2 (ko)
KR (1) KR102441434B1 (ko)
CN (1) CN106458703B (ko)
TW (2) TWI647192B (ko)
WO (1) WO2015164559A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3134369A1 (en) 2014-04-23 2017-03-01 Corning Incorporated Antimicrobial articles with silver-containing alkali silicate coating and methods of making thereof
TWI758263B (zh) 2015-11-19 2022-03-21 美商康寧公司 顯示螢幕保護器
US20210154985A1 (en) * 2019-11-21 2021-05-27 Corning Incorporated Antimicrobial assemblies
JPWO2022255158A1 (ko) 2021-05-31 2022-12-08
CN115536288A (zh) * 2022-10-25 2022-12-30 科立视材料科技有限公司 一种抗菌陶瓷及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013540673A (ja) 2010-08-06 2013-11-07 コーニング インコーポレイテッド 被覆された、抗菌性の化学強化ガラスおよびその製造方法

Family Cites Families (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1107887A (en) 1964-06-23 1968-03-27 Pilkington Brothers Ltd Improvements in or relating to glass articles
US7232777B1 (en) 2000-06-02 2007-06-19 Van Hyning Dirk L Yarns and fabrics having a wash-durable antimicrobial silver particulate finish
JPS61222943A (ja) 1985-03-29 1986-10-03 Hoya Corp 屈折率分布型レンズの製造法
JPS63212906A (ja) 1987-02-28 1988-09-05 Hoya Corp 埋込み平板導波素子の作製法
JP2809462B2 (ja) 1990-01-23 1998-10-08 松下電器産業株式会社 部品装着ヘッドの駆動装置
JPH03248279A (ja) 1990-02-26 1991-11-06 Oki Electric Ind Co Ltd 画像処理装置
JPH0452836A (ja) 1990-06-15 1992-02-20 Fujitsu Ltd 障害データ収集システム
FI86225C (fi) 1990-08-23 1992-07-27 Nokia Oy Ab Anpassningselement foer sammankoppling av olika ljusvaogsledare och framstaellningsfoerfarande foer detsamma.
JP2662744B2 (ja) 1990-12-06 1997-10-15 株式会社大和 帯電防止マット
JPH0585803A (ja) 1991-09-30 1993-04-06 Hitachi Ltd セラミツク多層基板用グリーンシート材の製造方法
JP3218096B2 (ja) 1992-09-18 2001-10-15 泉陽硝子工業株式会社 抗菌性ガラス
JP3486951B2 (ja) 1994-05-09 2004-01-13 日本板硝子株式会社 抗菌性ガラス組成物
JPH0967143A (ja) 1995-08-30 1997-03-11 Inax Corp 抗菌ガラス組成物の製造方法
US5700842A (en) 1995-11-01 1997-12-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of incorporating a hydrophobic substance into an aqueous solution
JPH10158037A (ja) 1996-11-27 1998-06-16 Asahi Glass Co Ltd 抗菌性ガラス及びその製造方法
JPH1160270A (ja) 1997-08-13 1999-03-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 抗菌性結晶化ガラス物品及びその製造方法
JPH1160277A (ja) 1997-08-18 1999-03-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 抗菌性結晶化ガラス物品及びその製造方法
JPH11110133A (ja) 1997-10-01 1999-04-23 Daicel Chem Ind Ltd タッチセンサ用ガラス基板およびタッチパネル
JPH11228186A (ja) 1998-02-09 1999-08-24 Nippon Parkerizing Co Ltd ガラス、ガラスの製造方法、及び強化抗菌ガラス用組成物
JP3453515B2 (ja) 1998-05-12 2003-10-06 東洋佐々木ガラス株式会社 抗菌性強化ガラス物品
JP2000053451A (ja) 1998-08-05 2000-02-22 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 抗菌性ガラス製品およびその製造方法
JP2000072483A (ja) 1998-08-26 2000-03-07 Nippon Electric Glass Co Ltd 抗菌性結晶化ガラス物品とその製造方法
JP2000072487A (ja) 1998-08-27 2000-03-07 Nippon Electric Glass Co Ltd 抗菌性結晶化ガラス物品及びその製造方法
JP2000203876A (ja) 1998-12-28 2000-07-25 Nippon Sheet Glass Co Ltd 抗菌性ガラス及びそのガラスを含有する樹脂組成物
JP2001026466A (ja) 1999-07-13 2001-01-30 Nippon Sheet Glass Co Ltd 抗菌ガラスの製造方法
JP2001080941A (ja) 1999-09-08 2001-03-27 Inax Corp ガラス層をもつ基体の防汚処理方法及びその製品
JP2001097735A (ja) 1999-10-01 2001-04-10 Nippon Electric Glass Co Ltd 抗菌性ガラス及びその製造方法
AU2001224043A1 (en) 2000-01-14 2001-07-24 Inax Corporation Product having glass layer and method for assessing the same
US20020127399A1 (en) 2000-12-21 2002-09-12 Certainteed Corporation Hydrophobic, anti-microbial insulation products and a hydrophobic, anti-microbial coating composition for preparing the same
US6921546B2 (en) 2003-02-20 2005-07-26 Gemtron Corporation Antimicrobial glass and glass-like products and method of preparing same
DE112004000094A5 (de) 2003-02-25 2008-04-03 Schott Ag Antimikrobiell wirkendes Borosilicatglas
EP1667940A1 (en) 2003-09-30 2006-06-14 Schott Ag Antimicrobial glass and glass ceramic surfaces and their production
WO2005042437A2 (en) 2003-09-30 2005-05-12 Schott Ag Antimicrobial glass and glass ceramic surfaces and their production
DE102004022779B4 (de) 2004-05-08 2007-06-06 Trovotech Gmbh Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung antimikrobieller Glaspartikel
ITTO20040854A1 (it) 2004-12-02 2005-03-02 Torino Politecnico Procedimento di funzionamento di superfici vetrose, vetroceramiche e ceramiche per la realizzazione di dispositivi impiantabili ad azione antibatterica
EP1828075B1 (en) 2004-12-16 2010-11-24 AGC Glass Europe Methods for manufacturing substrate with antimicrobial properties
CN101098834B (zh) * 2004-12-16 2011-08-24 旭硝子欧洲玻璃公司 具有抗微生物性能的基材
DE102005039298A1 (de) 2005-08-19 2007-02-22 Schott Ag Antimikrobielle Mischung oder Paste zur Ausrüstung von Gläsern oder Glaskeramiken, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
WO2007108245A1 (ja) 2006-03-17 2007-09-27 Koa Glass Co., Ltd. 抗菌性ガラスおよび抗菌性ガラスの製造方法
DE102006026033A1 (de) 2006-06-01 2007-12-06 Trovotech Gmbh Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung antimikrobieller oder antibakterieller Gläser oder Glaskeramiken
AU2007263059A1 (en) 2006-06-21 2007-12-27 Agc Glass Europe Substrate with antimicrobial properties
AU2012263664A1 (en) 2006-06-21 2013-01-10 Agc Flat Glass Europe Sa Substrate with antimicrobial properties
US7294731B1 (en) 2006-08-28 2007-11-13 3M Innovative Properties Company Perfluoropolyether silanes and use thereof
JP2011505323A (ja) 2007-11-29 2011-02-24 コーニング インコーポレイテッド 改良された強靭性および引っかき抵抗性を有するガラス
US8232218B2 (en) 2008-02-29 2012-07-31 Corning Incorporated Ion exchanged, fast cooled glasses
CN102131740B (zh) 2008-07-11 2015-12-02 康宁股份有限公司 用于消费用途的具有压缩表面的玻璃
CN102137822B (zh) 2008-07-29 2015-12-09 康宁股份有限公司 用于化学强化玻璃的双阶段离子交换
JP5670901B2 (ja) 2008-08-08 2015-02-18 コーニング インコーポレイテッド 強化ガラス物品およびその製造方法
JP4916503B2 (ja) 2008-12-11 2012-04-11 石塚硝子株式会社 抗菌性強化ガラスの製造方法
FI20090057A0 (fi) 2009-02-17 2009-02-17 Beneq Oy Antibakteerinen lasi
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
WO2011065293A1 (ja) 2009-11-25 2011-06-03 旭硝子株式会社 ディスプレイカバーガラス用ガラス基板及びその製造方法
CN102092940A (zh) 2009-12-11 2011-06-15 肖特公开股份有限公司 用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃
JP5589379B2 (ja) 2009-12-25 2014-09-17 旭硝子株式会社 ディスプレイカバーガラス用ガラス基板の製造方法
JP5663947B2 (ja) 2010-05-17 2015-02-04 セントラル硝子株式会社 抗菌性ガラスとその製造方法
US20110293942A1 (en) 2010-05-26 2011-12-01 Ivan A Cornejo Variable temperature/continuous ion exchange process
WO2012013696A1 (fr) 2010-07-27 2012-02-02 Agc Glass Europe Article en verre a proprietes antimicrobiennes
US20120052271A1 (en) 2010-08-26 2012-03-01 Sinue Gomez Two-step method for strengthening glass
JP2012079133A (ja) 2010-10-01 2012-04-19 Optrex Corp タッチパネルおよびその製造方法
US9346703B2 (en) 2010-11-30 2016-05-24 Corning Incorporated Ion exchangable glass with deep compressive layer and high damage threshold
JP5834793B2 (ja) * 2010-12-24 2015-12-24 旭硝子株式会社 化学強化ガラスの製造方法
US20120216569A1 (en) 2011-02-24 2012-08-30 Douglas Clippinger Allan Method of producing constancy of compressive stress in glass in an ion-exchange process
JP6038117B2 (ja) 2011-03-28 2016-12-07 コーニング インコーポレイテッド ガラス表面上のＣｕ、ＣｕＯおよびＣｕ２Ｏナノ粒子の抗微生物作用および耐久性被覆
KR101268956B1 (ko) 2011-04-15 2013-05-29 연세대학교 산학협력단 디스플레이용 유리의 강화 또는 동시 항균처리를 위한 이온교환 방법 및 그 방법에 의해 강화 또는 동시 항균처리된 디스플레이용 유리
JP2013071878A (ja) 2011-09-29 2013-04-22 Central Glass Co Ltd 抗菌性ガラス及び該抗菌性ガラスの製造方法
TW201321031A (zh) 2011-10-12 2013-06-01 Corning Inc 抗菌的玻璃陶瓷
JP6527330B2 (ja) 2011-11-16 2019-06-05 コーニング インコーポレイテッド 高い亀裂発生閾値を有するイオン交換可能なガラス
US9359251B2 (en) 2012-02-29 2016-06-07 Corning Incorporated Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles
US20130219965A1 (en) 2012-02-29 2013-08-29 Corning Incorporated Counter-current continuous ion-exchange method for strengthening glass articles
KR101174402B1 (ko) 2012-05-30 2012-08-16 주식회사 휴코텍 항균유리 제조방법 및 그에 의하여 제조되는 항균유리
US9517967B2 (en) 2012-05-31 2016-12-13 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with high damage resistance
JP5085803B2 (ja) 2012-07-19 2012-11-28 興亜硝子株式会社 抗菌性ガラスおよび抗菌性ガラスの製造方法
US8957374B2 (en) 2012-09-28 2015-02-17 Corning Incorporated Systems and methods for measuring birefringence in glass and glass-ceramics
US8854623B2 (en) 2012-10-25 2014-10-07 Corning Incorporated Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample
US9714192B2 (en) 2013-02-08 2017-07-25 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with advantaged stress profile
US20140345325A1 (en) 2013-05-24 2014-11-27 Corning Incorporated Double ion exchange process
US20150147775A1 (en) 2013-11-25 2015-05-28 Corning Incorporated Test method for efficacy of silver surfaces as a sanitizer
US10442730B2 (en) 2013-11-25 2019-10-15 Corning Incorporated Method for achieving a stress profile in a glass
EP3134369A1 (en) * 2014-04-23 2017-03-01 Corning Incorporated Antimicrobial articles with silver-containing alkali silicate coating and methods of making thereof
JP6100329B2 (ja) 2015-07-27 2017-03-22 キヤノン株式会社 画像形成装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013540673A (ja) 2010-08-06 2013-11-07 コーニング インコーポレイテッド 被覆された、抗菌性の化学強化ガラスおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106458703B (zh) 2019-05-14
US20150307392A1 (en) 2015-10-29
EP3134370A1 (en) 2017-03-01
WO2015164559A1 (en) 2015-10-29
US9840438B2 (en) 2017-12-12
TW201920043A (zh) 2019-06-01
JP6659577B2 (ja) 2020-03-04
TWI647192B (zh) 2019-01-11
CN106458703A (zh) 2017-02-22
JP2017513800A (ja) 2017-06-01
TW201546008A (zh) 2015-12-16
KR20160147271A (ko) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10710928B2 (en) Glass with enhanced strength and antimicrobial properties, and method of making same
KR102441434B1 (ko) 기능성 코팅을 갖는 항균성 제품 및 상기 항균성 제품을 제조하는 방법
US9731998B2 (en) Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
US10155691B2 (en) Antimicrobial glass articles and methods of making and using same
TWI767206B (zh) 離子交換方法及由彼得到之化學強化玻璃基板
US20140356605A1 (en) Antimicrobial Articles and Methods of Making and Using Same
WO2017070268A1 (en) Strengthened, antimicrobial glass articles and methods for making the same
US10723652B2 (en) Tempered and colorless antimicrobial soda lime glass and methods of making and using same
US10683234B2 (en) Methods of making antimicrobial glass articles
EP3344592B1 (en) Antimicrobial-antireflective articles and methods for making the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant