[发明专利]具有抗微生物性能的基材

说明书

本发明涉及任何类型的基材：金属、玻璃、玻璃陶瓷，其中该基材的至少一个表面具有抗微生物(特别是抗细菌或抗真菌)的性能。本发明还涉及生产这种基材的方法。

在陶瓷基材领域中，例如EP653161描述了用由银构成的釉料覆盖这些基材以便向它们提供抗细菌性能的可能性。

在玻璃型基材领域中，已知溶胶-凝胶型方法可提供抗微生物表面。这些方法需要溶胶-凝胶层的硬化阶段，该阶段涉及大约500-600℃的升高温度(烧结温度)。还已知这些方法需要将基材浸入包含银盐的组合物中。在这种情况下，没有沉积银层，而是在升高的温度下在溶液中发生离子交换。

从EP1449816还了解到一种用于生产具有抗微生物性能的玻璃基材的方法。该方法不但需要20-105℃的干燥阶段还需要600-650℃下的热处理。这种热处理具有特别关于产品成本和一致性的一些缺点。此外，它使得该方法具有非常差的可重复性，由于已经发现在这些温度下银的扩散非常迅速，并且热处理持续时间的微小变化导致银扩散深度的显著改变，因此这引起基材抗细菌性能的改变。还应注意的是，这种热处理会引起不希望的钠钙玻璃基材的黄色着色。此外，使用该方法，在进行处理后，由于必需的钢化过程因而不再可以将产品切割成特定的尺寸。

因此，需要提供具有抗微生物性能的玻璃或金属基材，该基材易于使用并且可廉价地生产。

本发明涉及涂覆有至少一个无机层的基材，所述无机层特别选自金属的氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳化物、DLC(类金刚石炭)或氮化物，所述层包含至少一种抗微生物试剂。特别地，该无机层可以选自硅、锡、锌、钛、铌、铝、锆的氧化物或其混合物，例如ZnSnOx。特别优选的氮化物是硅、钛和铝的氮化物和其混合物。

抗微生物试剂可以选自各种因其抗微生物性能而被已知的无机试剂，特别是银、铜和锌。有利的是，该抗微生物试剂为金属形式。

基材可以是金属的，例如由钢、不锈钢制成或者是陶瓷型或塑料或热塑型基材或玻璃型基材，特别是平板玻璃片，特别是可为浮法玻璃的钠钙玻璃。其可以是透明玻璃或有色玻璃。其通常在与抗微生物表面相对的表面上可以包含反射层(以形成镜面)或瓷釉或涂料的层(用于墙壁覆盖物)。

基材可具有2.5-12mm范围的厚度。

基材可具有大于0.8-0.8m的表面积；其适合于通过随后的切割操作被切割成最终尺寸。

在本发明的一些实施方案中，在至少一个暴露表面上具有抗微生物试剂的基材可以是退火的玻璃板。这里使用的术语退火玻璃板意指该玻璃可以被切割到尺寸，而不会以钢化或硬化玻璃板在切割时破碎的方式发生破碎。这种退火的玻璃板优选具有低于5MPa的表面压力。

已发现当首先在任何类型的基材上沉积这种涂层时，可能引起抗微生物试剂扩散到由一层或多层金属氧化物、氮氧化物、碳氧化物或氮化物形成的无机涂层中。抗微生物试剂的扩散也可能发生在沉积于含抗微生物试剂的层上方的上部涂层中。

例如，可以对基材涂覆阻挡或减缓抗菌试剂扩散的第一层和可选的充当抗微生物试剂的储集层(reseroir)的第二层。可以通过比较具有或没有底涂层的相似产品的抗微生物效果和/或通过分析扩散分布，在根据本发明制得的产品上确定这些功能。

底涂层的每一层可以特别具有1-1000nm，优选1.5-800nm，最优选2-600nm的厚度。

特别地，阻挡底层选自热解和溅射层，特别是包含金属氧化物、金属或金属合金化合物例如Pd、Ni-Cr、TiOx、NiCrOx、Nb、Ta、Al、Zr或ZnAl或其混合物的层。

在玻璃基材的情况下，可以对如此获得的抗微生物玻璃基材进行热处理阶段，例如热钢化、弯曲和硬化，同时仍然保持其抗微生物性能。

在金属基材的情况下，特别优选的底涂层和/或混合层选自氧化钛、氮化钛或氧化锆。

根据本发明的基材优选对许多细菌具有抗细菌效果，无论是革兰阳性细菌还是革兰阴性细菌，特别是对至少一种下列细菌：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、希氏肠球菌。具体的，至少对这些细菌中的任一种，依照标准JIS Z 2801测得的抗细菌效果高于log1，优选高于log2且特别优选高于log2.5。如果基材具有高于log2的效果，则依照标准JIS Z 2810将认为其是杀细菌的。然而，本发明也涉及具有较小效果的基材(例如抑制细菌的效果，意味着不必杀死细菌而是使其不再发展)。

根据本发明的基材对至少一种真菌，特别是白色念珠菌或黑曲霉有利地具有抗真菌(杀真菌和抑制真菌)的效果。