[发明专利]具有改善的强度的抗微生物玻璃制品以及它们的制备和使用方法

说明书

本文所述的是具有改善的强度和耐变色性的各种抗微生物玻璃制品。本文所述的改善的抗微生物玻璃制品通常包含玻璃基材，该玻璃基材具有压缩应力层和抗微生物的含银区域，其各自从玻璃基材的表面向内延伸到特定深度。在一些实施方式中,压缩应力层在表面处的压缩应力是约500MPa或更大，且压缩应力从表面单调地降低进入玻璃基材的深度。还描述了制备和使用玻璃制品的方法，其包含通过用包含银的介质中的多个银阳离子优先交换玻璃基材中的特定额多个第一阳离子，来形成压缩应力层和形成抗微生物的含银区域。

本申请根据35U.S.C.§119要求2013年06月17日提交的美国临时申请系列第61/835,844号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。

背景

本发明总体涉及抗微生物玻璃制品。具体来说，本文所述的各种实施方式涉及具有抗微生物性能和改善的强度的玻璃制品以及该玻璃制品制造方法和使用方法。

触摸激活或触摸互动设备，如屏幕表面(例如通过触摸表面特定部分激活、具有用户互动能力的电子设备的表面)，变得越来越普遍。一般来说，这些表面应当具有高光学透射率、低雾度和高耐用性等。随着用户与设备之间基于触摸屏的互动程度增加，表面包藏的微生物(例如细菌、真菌、病毒等)在用户之间传播的可能性也增大。

为了尽可能减少微生物的存在，已为各种玻璃制品提供所谓的“抗微生物”性质。无论是用作触摸激活的装置的屏幕表面或者用于其它应用，这种抗微生物玻璃制品仍然需要呈现高强度(包含高平均挠曲强度)。此外,当暴露于升高的温度、湿度、反应性环境等时，这种抗微生物制品还应耐受颜色变化。在玻璃制品的制造和加工过程中或在制品的正常使用过程中，可出现这些苛刻的条件。在一些情况下,这种变色可使玻璃制品变得难看。此外,过量的变色最终可导致玻璃制品变得不适于其预期的目的。

因此，本领域仍然需要提供具有改善的强度以及当暴露于苛刻条件时不变色的抗微生物玻璃制品的技术。

发明内容

本文所述的是具有改善的强度且当暴露于苛刻条件时不变色的各种抗微生物玻璃制品,以及它们的制造和使用方法。

一种改善的抗微生物玻璃制品包含玻璃基材，该玻璃基材具有从玻璃基材的表面向内延伸到第一深度的压缩应力层或区域以及从玻璃基材的表面向内延伸到第二深度的抗微生物的含银层或区域,该第二深度可任选地小于第一深度。在一种或多种实施方式中,压缩应力层在玻璃基材的表面处包含约500兆帕斯卡(MPa)或更大的压缩应力。压缩应力的上限可为约1.2吉帕斯卡(GPa)。压缩应力层的深度可小于约100微米(μm)。在一些实施方式中,压缩应力从玻璃基材的表面进入到深度单调地降低。

在一种或多种实施方式中,抗微生物的含银区域的深度可为约20μm或更小或约10μm或更小。在一些情况下,以该抗微生物的含银区域的总重量为基准计,抗微生物的含银区域的银浓度是约6重量％或更大。以该抗微生物的含银区域的最外面的10nm的总重量为基准计，在抗微生物的含银区域的最外面的0.01μm或10纳米(nm)处的银浓度可最高达约45重量％。在一些情况下，以该抗微生物的含银区域的最外面的10nm的总重量为基准计，在该抗微生物的含银区域的最外面的10纳米处的银浓度可最高达约6重量％。

在一种或多种替代实施方式中,抗微生物的含银区域可较厚。例如,抗微生物的含银区域的厚度可最高达约150μm(例如,是约20μm-约150μm)。

抗微生物玻璃制品可包含设置在玻璃基材的表面上的额外的层。所述额外的层的示例包含抗反射涂层,防眩光涂层,防指纹涂层,防污涂层,提供颜色的组合物,环境阻挡涂层,和导电涂层。