(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌物品において、
第１の表面を有する基板であって、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から作られる基板、
前記第１の表面上に配置された層であって、第２の表面を画成し、防汚コーティング、防指紋コーティング、および洗浄し易いコーティングからなる群より選択されるコーティングを少なくとも１つ含む層、
前記基板の第１の表面から該基板の第１の深さまで延在する圧縮応力領域、および
前記層の第２の表面から前記基板の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンを含む抗菌領域であって、該第２の深さが前記基板の第１の表面から約３μｍ以下である、抗菌領域、
を備え、前記抗菌領域のＡｇ+イオンの濃度が、約１質量％から約５０質量％の範囲にある、抗菌物品。
【請求項２】
前記層の第２の表面から前記基板の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンの大半が、非還元状態にある、請求項１記載の物品。
【請求項３】
ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）の試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の５以上の対数殺傷率；
前記抗菌ガラス物品を、約２４時間に亘り、約４２％の湿度での約２３℃の温度に維持する工程を有する、改正ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）の試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の３以上の対数殺傷率；並びに
（ａ）栄養寒天培地に、複数の細菌性生物を有する貯蔵物の一部を接種して、培養物を形成する工程；
（ｂ）前記培養物をインキュベーションして、第１の培養された培養物を形成し、該第１の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第２の培養された培養物を形成し、該第２の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第３の培養された培養物を形成し、該第３の培養された培養物を約４８時間に亘りインキュベーションして、複数の細菌コロニーを有する接種試験プレートを形成する工程；
（ｃ）緩衝試験液中に前記複数の細菌コロニーの一部を懸濁させ、該試験液を約７から８のｐＨに調節し、前記試験液に約１０質量％から３０質量％の濃度で有機質土液を加えることにより、接種材料を形成する工程；
（ｄ）抗菌物品の抗菌領域に前記接種材料の一部を接種する工程；
（ｅ）接種された抗菌物品を少なくとも約２時間に亘りインキュベーションする工程；および
（ｆ）接種され培養された抗菌物品を中和溶液中で洗浄して、残留試験接種材料を形成し、該残留試験接種材料中の体積当たりの生存細菌コロニーの数を計数し、残留対照接種材料に対する、該残留試験接種材料中の生存細菌コロニーの数における減少パーセントを計算する工程、
を有する試験により試験して、２以上の対数殺傷率；
のいずれか１つを示す、請求項１または２記載の物品。
【請求項４】
前記層が、前記物品に６，０００回の摩耗サイクルが施された後の少なくとも７５°の水接触角により特徴付けられ、
前記物品が、
少なくとも８，０００回の摩耗サイクルの前後の実質的に等しい光反射率値、および
少なくとも８，０００回の摩耗サイクルの前後の実質的に等しい光透過率値、
のいずれか一方または両方を示す、請求項１から３いずれか１項記載の物品。
【請求項５】
抗菌物品を製造する方法であって、
第１の表面および複数のイオン交換可能な金属イオンを有する物品を提供する工程、
前記イオン交換可能な金属イオンよりサイズが大きい複数のイオン交換性金属イオンを含む強化浴を提供する工程、
複数の抗菌イオン、複数の前記イオン交換可能な金属イオンおよび複数の前記イオン交換性イオンを含む抗菌浴を提供する工程、
前記物品を前記強化浴中に浸漬して、該物品中の前記複数のイオン交換可能な金属イオンの一部を前記強化浴中の前記複数のイオン交換性金属イオンの一部と交換して、前記第１の表面から該物品中の第１の深さまで延在する圧縮応力領域を形成する工程、
前記圧縮応力領域上に配置された、前記物品の第１の表面上に層を形成し、第２の表面を画成する工程；および
前記物品および前記層を前記抗菌浴中に浸漬して、前記圧縮応力領域内の前記イオン交換可能な金属イオンおよび前記イオン交換性金属イオンの一部を該抗菌浴中の前記複数の抗菌イオンの一部と交換して、該層の第２の表面から該物品中の第２の深さまで延在する、複数の抗菌イオンを含む抗菌領域を与える工程、
を有してなる方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１４年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／９８４１７４号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、概して、機能性コーティングを備えた強化された抗菌物品、並びに以下に限られないが、様々な電子機器、例えば、携帯電話、ラップトップコンピュータ、ブックリーダ、携帯用ビデオゲームシステム、および現金自動預入支払機のためのタッチスクリーンを含む様々な用途のためにそれらの抗菌物品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
特定の金属イオンを注入することにより、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック物品に抗菌性および強度増強性の両方を与えるために、イオン交換処理を使用することができる。抗菌性は、例えば、Ａｇ+イオンを物品の表面領域に注入することによって、生じさせることができる。その物品の表面領域中のＡｇ+イオンは、物品の表面で微生物と相互作用して、それらを死滅させるか、または別の様式でそれらの増殖を阻害する。しかしながら、物品の表面領域中のこれらのＡｇ+イオンの存在と発生は、その物品の光学的透明度、着色を変え得る、および／またはその物品の製造コストを著しく上昇させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、光学的透明度、着色安定性および／または抗菌効果を費用効率のよい様式で最大にする、強化された抗菌物品の製品を製造するための、新たな方法、および特別な物品形態が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施の形態によれば、第１の表面を有する基板；その第１の表面上に配置された層であって、第２の表面を画成する層；その基板の第１の表面からその基板中の第１の深さまで延在する圧縮応力領域；およびその層の第２の表面から、基板の第１の表面から約３μｍ以下にある、基板中の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンを含む抗菌領域を備えた抗菌物品が提供される。この基板の第１の表面は、約１質量％から約５０質量％の範囲のＡｇ+イオンの濃度を有する。
【０００６】
いくつかの実施の形態において、前記層の第２の表面から基板中の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンの大半は、非還元状態にある。
【０００７】
別の一連の実施の形態において、前記基板は、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から主にできている。前記層は、防汚コーティング、防指紋コーティング、および／または洗浄し易いコーティングを含み得る。その層は、疎水性コーティングとして特徴付けることもできる。いくつかの実施の形態によれば、基板および層の各々は、約４００ｎｍから７５０ｎｍの範囲における８８％以上の光透過率により特徴付けられる。
【０００８】
さらなる実施の形態によれば、第１の表面を有する基板；その第１の表面上に配置された層であって、第２の表面を画成する層；その基板の第１の表面からその基板中の第１の深さまで延在する圧縮応力領域；およびその層の第２の表面から層中の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンを含む抗菌領域を備えた抗菌物品が提供される。前記層の第２の表面は、約１質量％から約５０質量％の範囲のＡｇ+イオンの濃度を有する。
【０００９】
本開示の別の態様において、抗菌物品を製造する方法であって、第１の表面および複数のイオン交換可能(ion-exchangeable)な金属イオンを有する物品を提供する工程、そのイオン交換可能な金属イオンよりサイズが大きい複数のイオン交換性(ion-exchanging)金属イオンを含む強化浴を提供する工程、および複数の抗菌イオン、複数の前記イオン交換可能な金属イオンおよび複数の前記イオン交換性イオンを含む抗菌浴を提供する工程を有してなる方法が提供される。この方法は、その物品を強化浴中に浸漬して、物品中の複数のイオン交換可能な金属イオンの一部を強化浴中の複数のイオン交換性金属イオンの一部と交換して、第１の表面から物品中の第１の深さまで延在する圧縮応力領域を形成する工程；物品の第１の表面上に層を形成する工程であって、該層が、圧縮応力領域上に配置され、第２の表面を画成するものである工程；およびその物品およびその層を抗菌浴中に浸漬して、圧縮応力領域内のイオン交換可能な金属イオンおよびイオン交換性金属イオンの一部を抗菌浴中の複数の抗菌イオンの一部と交換して、その層の第２の表面から物品中の第２の深さまで延在する複数の抗菌イオンを含む抗菌領域を与える工程も有する。
【００１０】
いくつかの実施の形態において、抗菌物品を製造する方法は、前記層の第２の表面から前記物品中の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンの大半が非還元状態にあるように構成される。この方法は、第２の深さが、物品の第１の表面から約３μｍ以下にあり、物品の第１の表面が、約１質量％から約５０質量％の範囲にあるＡｇ+イオンの濃度を有するように構成することもできる。
【００１１】
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたように実施の形態を実施することにより認識されるであろう。
【００１２】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、単なる例示であり、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を図示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】１つの実施の形態による抗菌物品を製造する方法の説明図
【図１Ｂ】別の実施の形態による抗菌物品を製造する方法の説明図
【図２Ａ】さらなる実施の形態による抗菌物品の説明図
【図２Ｂ】ある実施の形態による抗菌物品の説明図
【図３】Ａｇ+イオンを物品に取り込むイオン交換処理の前または後に堆積された疎水性コーティングを備えた強化ガラス物品中の深さの関数としてのＡｇ+イオン濃度（Ａｇ2Ｏの質量％）の二次イオン質量分析法（「ＳＩＭＳ」）のプロット
【図４】Ａｇ+イオンを物品に取り込むイオン交換処理の前に堆積された疎水性コーティングを有する強化ガラス物品と有さない強化ガラス物品の抗菌効果試験からの結果を示す棒グラフ
【図５】Ａｇ+イオンを物品に取り込むイオン交換処理の前および後に堆積された疎水性コーティングを有さない強化抗菌ガラス物品および有する強化抗菌ガラス物品の抗菌効果試験からの結果を示す棒グラフ
【図６Ａ】Ａｇ+イオンを物品に取り込むイオン交換処理の後に堆積された疎水性コーティングを有する強化ガラス物品中のコーティング深さの関数としてのＡｇ+イオン濃度（Ａｇ2Ｏの質量％）のＳＩＭＳのプロット
【図６Ｂ】Ａｇ+イオンを物品に取り込むイオン交換処理の前に堆積された疎水性コーティングを有する強化ガラス物品中のコーティング深さの関数としてのＡｇ+イオン濃度（Ａｇ2Ｏの質量％）のＳＩＭＳのプロット
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、その例が添付図面に示されている、様々な実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、図面に亘り、同じまたは同様の部品を指すために、同じ参照番号が使用される。
【００１５】
特定の金属イオンを注入することにより、透明、半透明および実質的に不透明のガラス、ガラスセラミックまたはセラミック物品に抗菌性および強度増強性の両方を与えるために、イオン交換処理を使用することができる。抗菌性は、例えば、Ａｇ+イオンを物品の表面領域に注入することによって、生じさせることができる。処理されたままの物品の表面領域中のＡｇ+イオンは、物品の表面で微生物と相互作用して、それらを死滅させるか、または別の様式でそれらの増殖を阻害する。しかしながら、物品の表面領域中のこれらのＡｇ+イオンの存在は、その物品の光学的透明度を変え得る、および／またはその物品の製造コストを著しく上昇させ得る。
【００１６】
その物品に関連する下流の製造過程、例えば、機能性層の堆積は、これらのＡｇ+イオンとの還元反応をもたらし得る。その反応生成物は、物品の変色および物品の抗菌効果の低下をもたらし得る。その上、これらの追加の製造過程に関連する熱処理は、物品の表面でのＡｇ+イオンの濃度プロファイルに悪影響を及ぼし得、これは、抗菌効果を低下させ得る別の要因である。
【００１７】
さらに、抗菌イオン、例えば、Ａｇ+イオンを物品中に注入するために使用される過程により、物品の表面上に著しい残留物が残され得る。物品の表面上の残留物は、物品に関連して、機能性層の堆積を含む追加の製造過程を実行できる前に、洗浄されなければならない。その洗浄過程は、製造コストを増し、潜在的に、物品の表面の完全性に影響を与え得る。
【００１８】
したがって、光学的透明度および抗菌効果を最大にする強化された抗菌物品の製品を効率的に製造するための、新たな方法、および特に物品構造が必要とされている。
【００１９】
強化された抗菌物品を製造する新たな方法およびこれらの物品のための構造が、ここに論じられている。特に、これらの方法、および物品構造を使用して、光学的透明度および抗菌効果を最大にする強化された抗菌物品の製品を効率的に処理または製造することができる。その方法は、概して、二重イオン交換処理（「ＤＩＯＸ」）の使用を含む。一方のイオン交換工程は、ガラス物品の第１の溶融塩浴への暴露により物品を強化するために設定されている。他方の工程は、物品の第２の溶融塩浴への暴露により、物品に抗菌性を与えるために構成されている。
【００２０】
いくつかの実施の形態において、抗菌性に対する著しい損害なく、その処理に使用されるＡｇ+イオン前駆体の量を最小にしようとする、そのような物品を製造する方法が提供される。他の実施の形態において、Ａｇ+イオン前駆体を含有する浴の寿命を増加させる、抗菌性および強度増強性を有する物品を製造する方法が提供される。
【００２１】
図１Ａを参照すると、抗菌物品を製造する方法１００が与えられる。図１Ａに示された方法１００において、第１の表面１２および複数のイオン交換可能な金属イオンを有する物品１０が用いられる。図１Ａに示されるように、物品１０は、第１の表面１２に加え、他の外面を有する。いくつかの実施の形態において、物品１０は、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から主に作られている。
【００２２】
例示の実施の形態において、物品１０は、イオン交換可能な金属イオンを有するケイ酸塩組成物から主に作られている。それらの金属イオンは、物品１０および第１の表面１２の、他の金属イオンを含有する浴への暴露により、物品１０中の金属イオンのいくらかが、その浴からの金属イオンと交換され得るという意味で交換可能である。１つ以上の実施の形態において、物品１０中の、特に第１の表面１２中の複数の第１の金属イオンが、物品１０のある領域が複数の第２の金属イオンを含むように、複数の第２の金属イオン（複数の第１の金属イオンよりもイオン半径が大きい）で交換される、このイオン交換処理により、圧縮応力が生じる。この領域におけるより大きい第２の金属イオンの存在により、この領域に圧縮応力が生じる。第１の金属イオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムなどの、アルカリ金属イオンであってよい。第２の金属イオンは、この第２のアルカリ金属イオンが第１のアルカリ金属イオンのイオン半径より大きいイオン半径を有するという条件で、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、およびセシウムなどのアルカリ金属イオンであってよい。
【００２３】
物品１０は、様々なガラス組成物から作ることができる。ガラス物品１０に使用されるガラスの選択は、抗菌性は、様々なガラス組成物を使用した強化強度で得られるので、特定の組成物に限定されない。例えば、選択される組成物は、必要に応じて、１種類以上のアルカリおよび／またはアルカリ土類改質剤を含み得る、幅広いケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩またはホウアルミノケイ酸塩ガラス組成物のいずれであっても差し支えない。
【００２４】
実例として、ガラス物品１０に使用してよい組成物の一群としては、酸化アルミニウムまたは酸化ホウ素の少なくとも一方およびアルカリ金属酸化物またはアルカリ土類金属酸化物の少なくとも１種類を有する組成物であって、−１５モル％≦（Ｒ2Ｏ＋Ｒ’Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2）−Ｂ2Ｏ3≦４モル％、式中、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、および／またはＣｓであり得、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり得る、組成物が挙げられる。この群の組成物の一部は、約６２モル％から約７０モル％のＳｉＯ2；０モル％から約１８モル％のＡｌ2Ｏ3；０モル％から約１０モル％のＢ2Ｏ3；０モル％から約１５モル％のＬｉ2Ｏ；０モル％から約２０モル％のＮａ2Ｏ；０モル％から約１８モル％のＫ2Ｏ；０モル％から約１７モル％のＭｇＯ；０モル％から約１８モル％のＣａＯ；および０モル％から約５モル％のＺｒＯ2を含む。そのようなガラスは、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、今では、２０１３年１１月１９日に発行された米国特許第８５８６４９２号である、米国特許出願第１２／２７７５７３号明細書に、より詳しく記載されている。
【００２５】
物品１０に使用してよい組成物の別の例示の群としては、少なくとも５０モル％のＳｉＯ2と、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種類の改質剤とを有する組成物であって、［（Ａｌ2Ｏ3（モル％）＋Ｂ2Ｏ3（モル％））／（Σアルカリ金属改質剤（モル％））］＞１である組成物が挙げられる。この群の一部は、約５０モル％から約７２モル％のＳｉＯ2；約９モル％から約１７モル％のＡｌ2Ｏ3；約２モル％から約１２モル％のＢ2Ｏ3；約８モル％から約１６モル％のＮａ2Ｏ；および０モル％から約４モル％のＫ2Ｏを含む。そのようなガラスは、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、米国特許出願第１２／８５８４９０号明細書に、より詳しく記載されている。
【００２６】
物品１０に使用してよい組成物のさらに別の例示の群としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、および少なくとも１種類のアルカリ金属酸化（Ｒ2Ｏ）を有する組成物であって、０．７５≦［（Ｐ2Ｏ5（モル％）＋Ｒ2Ｏ（モル％））／Ｍ2Ｏ3（モル％）］≦１．２、式中、Ｍ2Ｏ3＝Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3である、組成物が挙げられる。この群の組成物の一部は、約４０モル％から約７０モル％のＳｉＯ2；０モル％から約２８モル％のＢ2Ｏ3；０モル％から約２８モル％のＡｌ2Ｏ3；約１モル％から約１４モル％のＰ2Ｏ5；および約１２モル％から約１６モル％のＲ2Ｏを含む。この群の組成物の別のものは、約４０モル％から約６４モル％のＳｉＯ2；０モル％から約２８モル％のＢ2Ｏ3；約１６モル％から約２８モル％のＡｌ2Ｏ3；約２モル％から約１２モル％のＰ2Ｏ5；および約１２モル％から約１６モル％のＲ2Ｏを含む。そのようなガラスは、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、米国特許出願第１３／３０５２７１号明細書に、より詳しく記載されている。
【００２７】
物品１０に使用できる組成物のさらに別の例示の群としては、少なくとも約４モル％のＰ2Ｏ5を含む組成物であって、（Ｍ2Ｏ3（モル％）／ＲxＯ（モル％））＜１、式中、Ｍ2Ｏ3＝Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3であり、ＲxＯは、ガラス中に存在する一価および二価の陽イオン酸化物の合計である、組成物が挙げられる。その一価および二価の陽イオン酸化物は、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯからなる群より選択できる。この群の組成物の一部は、Ｂ2Ｏ3が０モル％であるガラスを含む。そのようなガラスは、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、米国仮特許出願第６１／５６０４３４号明細書に、より詳しく記載されている。
【００２８】
物品１０に使用できる組成物のまた別の例示の群としては、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、アルカリ金属酸化物を有する組成物であって、三配位を有するホウ素陽イオンを含有するものが挙げられる。これらのガラスは、イオン交換した場合、少なくとも約３０キログラム重（ｋｇｆ）（約２９４Ｎ）のビッカース亀裂発生閾値を有し得る。この群の組成物の一部は、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ2；少なくとも約１０モル％のＲ2Ｏ、式中、Ｒ2ＯはＮａ2Ｏを含む；Ａｌ2Ｏ3、ここで、−０．５モル％≦Ａｌ2Ｏ3（モル％）−Ｒ2Ｏ（モル％）≦２モル％；およびＢ2Ｏ3、ここで、Ｂ2Ｏ3（モル％）−（Ｒ2Ｏ（モル％）−Ａｌ2Ｏ3（モル％））≧４．５モル％；を含む。この群の組成物の別のものは、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ2；約９モル％から約２２モル％のＡｌ2Ｏ3；約４．５モル％から約１０モル％のＢ2Ｏ3；約１０モル％らか約２０モル％のＮａ2Ｏ；０モル％から約５モル％のＫ2Ｏ；少なくとも約０．１モル％のＭｇＯおよび／またはＺｎＯ、ここで、０≦ＭｇＯ＋ＺｎＯ≦６モル％；および必要に応じて、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＳｒＯの少なくとも１種類、ここで、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％を含む。そのようなガラスは、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、米国仮特許出願第６１／６５３４８５号明細書に、より詳しく記載されている。
【００２９】
物品１０は、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から作られることもある。セラミックに関して、物品１０に選択される材料は、幅広い範囲の無機結晶性酸化物、窒化物、炭化物、オキシ窒化物、炭窒化物などのいずれであっても差し支えない。例示のセラミックとしては、アルミナ、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージエライト、ジルコン、スピネル、灰チタン石、ジルコニア、セリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）、またはゼオライト相を有する材料が挙げられる。
【００３０】
同様に、ガラスセラミックに関して、物品１０に選択される材料は、ガラス相およびセラミック相の両方を有する幅広い範囲の材料のいずれであっても差し支えない。例示のガラスセラミックとしては、ガラス相が、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、またはホウアルミノケイ酸塩から形成され、セラミック相が、βスポジュメン、β石英、霞石、カルシライト、またはカーネギーアイトから形成された材料が挙げられる。
【００３１】
物品１０は、基板を含む様々な物理的形状をとることができる。すなわち、断面の観点から、物品１０は、基板として形成した場合、平坦または平面であり得、もしくは湾曲および／または鋭く曲げられても差し支えない。同様に、物品１０は、単体物品、多層構造または積層体であり得る。例えば、図１Ａに示されるように、物品１０は、基板または基板状形態に構成される。
【００３２】
再び図１Ａを参照すると、抗菌物品を製造する方法１００は、槽１４内に入れられた強化浴２０を利用する。この強化浴２０は、複数のイオン交換性金属イオンを含有する。例えば、いくつかの実施の形態において、浴２０は、物品１０に含まれる、ナトリウムなどのイオン交換可能なイオンよりもサイズが大きい複数のカリウムイオンを含有することがある。浴２０中に含まれるこれらのイオン交換性イオンは、物品１０が浴２０中に浸漬されたときに、物品１０中のイオン交換可能なイオンと優先的に交換する。他の実施の形態において、強化浴２０は、添加剤を含み１００％の近い濃度で、または１００％の濃度で、溶融ＫＯＮ3浴を含み、これは、物品１０の処理中に、ＫＮＯ3が溶融状態のままであることを確実にする温度に十分に加熱されている。強化浴２０は、ＫＮＯ3と、ＮａＮＯ3およびＬｉＮＯ3の一方または両方との組合せを含むこともある。
【００３３】
さらに図１Ａを参照すると、図１Ａに示された抗菌物品を製造する方法１００は、物品１０を強化浴２０中に浸漬する工程１２０を有する。浴２０中への浸漬の際に、物品１０中の複数のイオン交換可能なイオン（例えば、Ｎａ+イオン）の一部が、強化浴２０中に含まれる複数のイオン交換性イオン（例えば、Ｋ+イオン）の一部と交換される。いくつかの実施の形態によれば、浸漬工程１２０は、浴２０の組成、浴２０の温度、物品１０の組成および／または物品１０中のイオン交換性イオンの所望の濃度に基づいて、所定の時間に亘り行われる。
【００３４】
浸漬工程１２０が完了した後、第１の表面１２を含む物品１０の表面上に残る、浴２０からの材料を除去するために、洗浄工程１３０が行われる。物品１０の表面上の、浴２０からの材料を除去するために、洗浄工程１３０において、例えば、脱イオン水を使用することができる。媒質が、浴２０からの材料および／または物品１０の特定の組成物とのどの反応も避けるように選択されるという条件で、物品１０の表面を洗浄するために、他の媒質も使用してよい。
【００３５】
浴２０からのイオン交換性イオンが、元々物品１０中にあるイオン交換可能なイオンに代えて、物品１０中に分布されるので、その物品１０中に圧縮応力層２４が生じる。圧縮応力層２４は、第１の表面１２からガラス物品１０中の第１の深さ２２まで延在する。一般に、それぞれ、浸漬工程１２０および洗浄工程１３０の後に、強化浴２０からの相当な濃度のイオン交換性イオン（例えば、Ｋ+イオン）が、圧縮応力層２４中に存在する。これらのイオン交換性イオンは、一般に、イオン交換可能なイオン（例えば、Ｎａ+イオン）よりも大きく、それにより、物品１０内の層２４における圧縮応力レベルが増加する。その上、圧縮応力層２４および第１の深さ２２に関連する圧縮応力（「ＣＳ」）の量の各々は、物品１０の意図する用途に基づいて、変えることができる（例えば、浸漬工程１２０の条件により）。
【００３６】
いくつかの実施の形態において、圧縮応力層２４および第１の深さ２２におけるＣＳレベルは、圧縮応力層２４の結果として物品１０内に生じる引張応力が、特に、主にガラス組成物からできている物品１０について、物品１０を壊れやすくする点まで過剰にならないように制御される。いくつかの実施の形態によれば、層２４中のＣＳレベルは、約２００ＭＰａ以上であることがある。例えば、層２４中のＣＳレベルは、約７００ＭＰａまで、約８００ＭＰａまで、約９００ＭＰａまで、またさらには約１０００ＭＰａまでであってよい。イオン交換性イオンの第１の深さ２２、およびそれゆえ層２４は、しばしば、層の深さ（「ＤＯＬ」）と称され、約１５μｍ以上であることがある。ある場合には、ＤＯＬは、約１５μｍから約５０μｍ、約２０μｍから約４５μｍ、または約３０μｍから約４０μｍの範囲にあるであろう。
【００３７】
再び図１Ａを参照すると、抗菌物品を製造する方法１００は、いくつかの実施の形態において、物品１０の第１の表面１２から圧縮応力層２４の一部２４ａを、第１の深さ２２の上の除去深さ３２まで除去して、新たな第１の表面１２ａを画成する工程１４０を有し得る。すなわち、除去工程１４０は、物品１０中に新たな表面１２ａが形成されるような除去深さ３２まで、圧縮応力層２４から材料を除去する。さらに、圧縮応力層２４から部分２４ａを除去する除去工程１４０は、新たな表面１２ａおよび第１の深さ２２により画成される残留圧縮応力層２４ｂを物品１０に効果的に形成する。図１Ａに示されるように、残留圧縮応力層２４ｂは、厚さ２２ｂにより画成される。
【００３８】
方法１００のいくつかの実施の形態において、除去工程１４０は、材料が物品１０から第１の表面１２より約０．５μｍから約２μｍの除去深さ３２まで除去されるように制御される。方法１００の他の実施の形態において、除去工程１４０は、材料が物品１０から第１の表面１２より約０．１μｍから約２μｍの除去深さ３２まで除去されるように制御される。除去工程１４０は、材料が物品１０から約０．２μｍ、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍ、１μｍ、１．１μｍ、１．２μｍ、１．３μｍ、１．４μｍ、１．５μｍ、１．６μｍ、１．７μｍ、１．８μｍ、１．９μｍまたは２μｍの除去深さ３２まで除去されるように制御されてもよい。
【００３９】
以下に限られないが、タッチポリッシュ、酸エッチングおよび他のタイプの材料除去プロセスを含む様々なプロセスを除去工程１４０に利用することができる。他の材料除去プロセスは、それらが、物品１０の表面および表面にある大きい傷を除去するために適用できるという条件で、当業者により理解されるように利用してよい。いくつかの実施の形態、特に主に透明材料から作られた物品１０に関連する実施の形態において、これらの材料の除去工程は、光学的透明度に影響を与えずに物品１０の表面および表面にある大きい傷を除去するように適用されるべきである。
【００４０】
いくつかの実施の形態において、除去工程１４０は、物品１０の製造による圧縮応力層２４内に前から存在する大きい傷および表面、および／または浸漬工程１２０中に物品に生じた大きい傷および表面を除去する。他の実施の形態において、除去工程１４０は、浸漬工程１２０中に圧縮応力層２４中に拡散した水素を除去および／または軽減しても差し支えない。したがって、除去工程１４０は、浸漬工程１２０から得られる強度の増強を上回って、物品１０の全体の強度を増強する役割を果たす。
【００４１】
再び図１Ａを参照すると、抗菌物品を製造する方法１００は、第１の表面１２ａ上に層２４ｃを形成する、または第１の表面１２上に層２４ｃを形成する（除去工程１４０が行われない場合）工程１５０をさらに有する。層２４ｃは、残留圧縮応力層２４ｂ上に、または除去工程１４０が行われない場合には圧縮応力層２４上に（例えば、図１Ｂおよび対応する説明を参照のこと）、配置される。物品１０上に堆積されたままの層２４ｃは、図１Ａに示されるように、新たな第１の表面１２ｃおよび厚さ２２ｃを画成する。この層２４ｃは機能性層であっても差し支えない。例えば、層２４ｃとしては、防指紋コーティング、防汚コーティング、または洗浄し易いコーティングが挙げられる。いくつかの実施の形態において、層２４ｃは疎水性コーティングである。さらに、層２４ｃの厚さ２２ｃは約５ｎｍから３０ｎｍであり得る。いくつかの実施の形態において、層２４ｃの厚さ２２ｃは、約３０ｎｍ、２５ｎｍ、２０ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、４ｎｍ、３ｎｍ、２ｎｍまたは１ｎｍまでに及び得る。
【００４２】
いくつかの追加の変種によれば、層２４ｃは、第１の表面１２ａまたは第１の表面１２上に直接配置されたプライマー層をさらに備えることがある。そのプライマー層は、一般に、層２４ｃの形成前に、第１の表面１２ａ、１２上に形成される。例えば、ＳｉＯ2プライマー層は、公知のプロセス（例えば、物理的気相成長法（「ＰＶＤ」）、化学的気相成長法（「ＣＶＤ」など））を使用して、第１の表面１２ａまたは第１の表面１２上に約５ｎｍから３０ｎｍの厚さまで堆積させることができる。いくつかの実施の形態において、プライマー層は、約３０ｎｍ、２５ｎｍ、２０ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、４ｎｍ、３ｎｍ、２ｎｍまたは１ｎｍまでに及ぶ。それゆえ、層２４ｃの厚さ２２ｃおよびプライマー層（存在する場合）の合計範囲は、約１ｎｍから６０ｎｍに及び得る。
【００４３】
当業者により理解されるように、物品１０上に層２４ｃを堆積させるために、その組成および機能に応じて、様々なプロセスを利用することができる。一般に、層２４ｃは、ＣＶＤの変形のいずれか（例えば、プラズマ支援ＣＶＤ、エアロゾル支援ＣＶＤ、金属有機ＣＶＤなど）、ＰＶＤの変形のいずれか（例えば、イオン支援ＰＶＤ、パルスレーザ堆積、陰極アース堆積、スパッタリングなど）、吹付け塗り、回転被覆、浸漬被覆、インクジェット法、ゾルゲル法、などを使用して、独立して製造することができる。多くの実施において、層２４ｃを形成するために使用される材料は、その層（または複数の層）を仕上げるために、追加の処理工程を経る必要があるであろう。これらの処理は、層２４ｃに選択された組成および構造に応じて、複数の堆積、硬化および／または熱処理工程を含むことがある。そのようなプロセスおよび処理は、本開示の関連する当業者に公知である。例えば、層２４ｃは、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）２６３４  Ｃｏａｔｉｎｇ（すなわち、フッ素化溶媒中のアルコキシシラン）に由来する防指紋コーティングであり得る。その防指紋コーティングは、物品１０を「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ」２６３４  Ｃｏａｔｉｎｇ成分に浸漬することにより、工程１５０において調製され、次いで、被覆物品１０は、周囲温度または高温で乾燥および／または硬化させることができる。
【００４４】
再び図１Ａを参照すると、抗菌物品を製造する方法１００は、抗菌効果を提供できる複数の金属イオンを含む槽３４内に入れられた抗菌浴４０をさらに利用する。いくつかの実施の形態において、抗菌浴４０は、各々が抗菌効果を提供できる複数の銀イオン；製造されたままの物品１０中に存在するものと一致する複数のイオン交換可能な金属イオン；および強化浴２０中に存在するものと一致する複数のイオン交換性金属イオンを含む。例示の実施の形態によれば、浴４０は、約５質量％から１００質量％の浴濃度で溶融ＡｇＮＯ3に由来する複数の銀イオンを有し得る。別の例示の実施の形態によれば、浴４０は、約５質量％から約５０質量％の浴濃度で溶融ＡｇＮＯ3に由来する複数の銀イオンを有する。さらなる実施の形態において、抗菌浴４０は、約５質量％から約５０質量％の溶融ＡｇＮＯ3と、残りの量の溶融ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3とを含む。追加の実施の形態において、浴４０は、約５質量％から１００質量％までの溶融ＡｇＮＯ3と、残りの量の溶融ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3とを含む。抗菌浴４０は、５０質量％のＡｇＮＯ3および５０質量％のＫＮＯ3＋ＮａＮＯ3の溶融混合物を含み得る。
【００４５】
いくつかの実施の形態によれば、抗菌浴４０は、約１５０℃から約４００℃に及ぶ温度に設定され得る。抗菌浴４０が約５質量％から約５０質量％の浴濃度で溶融ＡｇＮＯ3を含む場合、浴４０は、約２００℃から約３７５℃に及ぶ温度に設定してよい。抗菌物品を製造する方法１００のいくつかの実施の形態において、抗菌浴４０は、約１５０℃から約２７５℃に及ぶ温度に設定され、５質量％から１００質量％までの溶融ＡｇＮＯ3と、残りの量の溶融ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3（等濃度であってよい）とを含む。抗菌浴４０は、いくつかの実施の形態において、約３００℃から約３７５℃に及ぶ温度に設定することができ、５質量％から約５０質量％の溶融ＡｇＮＯ3と、残りの量の溶融ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3（等濃度であってよい）とを含む。さらに、抗菌浴４０は、一般に、層２４ｃの性質を損ない得る温度よりわずかに低い温度に制限される。このように、抗菌浴４０の温度は、一部は、層２４ｃの組成および構造に基づいて、設定することができる。
【００４６】
さらに図１Ａを参照すると、抗菌物品を製造する方法１００は、物品１０を抗菌浴４０中に浸漬して、残留圧縮応力層２４ｂ、または圧縮応力層２４（図１Ｂに示され、対応する記載に概要が説明されるように、方法１００ｂが、除去工程１４０を伴わずに行われる場合）中のイオン交換可能な金属イオン（例えば、Ｎａ+イオン）およびイオン交換性金属イオン（例えば、Ｋ+イオン）の一部を、抗菌浴４０中の複数の銀金属イオンの一部と交換して、物品１０に抗菌性を与える工程１６０を有する。浴４０中にＫＮＯ3および／またはＮａＮＯ3成分の存在は、浸漬工程１６０中に、多量の強度増強Ｋ+イオンが、物品１０中の残留圧縮応力層２４ｂ（または圧縮応力層２４）から除去されるのを防ぐのに役立つ。
【００４７】
工程１６０において生じた抗菌性は、層２４ｃの新たな第１の表面１２ｃから物品１０内の抗菌深さ２２ｄまでの物品１０内の抗菌領域に存在する。いくつかの実施の形態において、抗菌深さ２２ｄは、第１の深さ２２、すなわち、圧縮応力層２４ｂ（図１Ａ参照）または圧縮応力層２４（図１Ｂ参照）の深さより上に設定される。それゆえ、これらの実施の形態において、抗菌領域（すなわち、物品１０から抗菌深さ２２ｄまでに及ぶ領域）は、圧縮応力層２４ｂ（図１Ａ参照）または圧縮応力層２４（図１Ｂ参照；例えば、第１の表面１２から第１の深さ２２まで）ほど深くまで延在しない。いくつかの実施の形態によれば、浸漬工程１６０中に生じた物品１０中の抗菌領域は、非還元状態にある複数のＡｇ+が、層２４ｃの新たな第１の表面１２ｃから抗菌深さ２２ｄまで延在するように画成される。
【００４８】
抗菌深さ２２ｄは、層２４ｃを含み、物品１０中に、物品１０の第１の表面１２ａ（図１Ａ）または第１の表面１２（図１Ｂ）から約１μｍ以下しかさらに延在しないように設定することができる。いくつかの実施の形態において、抗菌深さ２２ｄは、物品１０中に、第１の表面１２ａまたは第１の表面１２から約１．５μｍ以下、１．４μｍ以下、１．３μｍ以下、１．２μｍ以下、１．１μｍ以下、１．０μｍ以下、０．９μｍ以下、０．８μｍ以下、０．７μｍ以下、０．６μｍ以下、０．５μｍ以下、０．４μｍ以下、０．３μｍ以下、０．２μｍ以下、または０．１μｍ以下しか延在しないように設定される。
【００４９】
いくつかの実施の形態によれば、工程１６０中に与えられる抗菌イオン（例えば、Ａｇ+金属イオン）のいくらかが、層２４ｃ内に残留し得ることも理解すべきである。このように、抗菌領域は、第１の表面１２ｃから、層２４ｃおよび物品１０を通り、これらの実施の形態について抗菌深さ２２ｄまで画成される。さらに、工程１６０は、抗菌イオンが層２４ｃを通じて導入されて、下にある物品１０と相互作用するように、浴４０内で行われる。したがって、層２４ｃの組成は、浴４０中の選択された抗菌イオンが、工程１６０の実行中に層２４ｃを通って拡散できることを確実にするように選択されるべきである。
【００５０】
方法１００のいくつかの実施の形態によれば、工程１６０は、層２４ｃ中に残留する抗菌イオンの量が感知できない程度で物品１０中に抗菌イオンを取り込ませるように行われる。これらの実施の形態について、抗菌領域は、物品１０の第１の表面１２ａから抗菌深さ２２ｄまで画成される。いくつかの実施の形態によれば、浸漬工程１６０中に生じた物品１０の抗菌領域は、非還元状態にある複数のＡｇ+イオンが、第１の表面１２ａから物品１０中の抗菌深さ２２ｄまで延在するように画成される。しかしながら、工程１６０は、抗菌イオンが層２４ｃを通じて導入されて、下にある物品１０と相互作用するように浴４０中で行われる。それゆえ、層２４ｃの組成は、これらの実施の形態について、浴４０中の選択された抗菌イオンが、工程１６０の実行中に層２４ｃを通じて拡散し、層２４ｃの下の物品１０中に抗菌領域を生じることができることを確実にするように選択されるべきである。
【００５１】
抗菌物品を製造する方法１００のいくつかの実施の形態において、抗菌浴４０中に物品１０を浸漬する工程１６０は、層２４ｃ中に相当な量の抗菌イオン（例えば、Ａｇ+金属イオン）を取り込み、層２４ｃの下の物品１０（例えば、基板）中に感知できない量しか抗菌イオンを取り込ませない。これらの実施の形態について、抗菌イオンは、全て層２４ｃ内にある第１の表面１２ｃから抗菌深さ２２ｄまで延在する抗菌領域を画成する。その上、浸漬工程１６０中に生じた物品１０の抗菌領域は、非還元状態にある複数のＡｇ+イオンが、全て層２４ｃ内にある新たな第１の表面１２ｃから抗菌深さ２２ｄまで延在するように画成することができる。抗菌イオンが概して層２４ｃに追いやられているこれらの実施の形態によれば、浴４０からの抗菌イオンは、層２４ｃの拡散性、浸透性および他の性質、浴４０の組成および層２４ｃの下にある物品１０の組成に応じて、拡散、吸収および／または吸着により、層２４ｃに注入するか、他の様式で取り込むことができる。その上、これらの実施の形態は、最終用途（例えば、携帯型通信装置に組み込まれたタッチスクリーン）に使用されるように、層２４ｃが物品１０の寿命に亘り抗菌性を維持するように、工程１６０中の抗菌イオンの取込みおよびこれらの抗菌イオンの維持を促進するように特に構成された層２４ｃを使用することができる。
【００５２】
方法１００のいくつかの実施の形態において、抗菌浴４０中に物品１０を浸漬する工程１６０は、所望の抗菌性を生じさせ維持するために、物品１０および／または層２４ｃ中に抗菌性を与えるイオン（例えば、Ａｇ+イオン）を与えるのに十分な時間、温度および／または浴濃度について制御される。いくつかの実施の形態によれば、Ａｇ+イオンは、工程１６０において約５質量％から約７０質量％（第１の表面１２ａでのＡｇ2Ｏの質量％）、および他の実施の形態において、約１質量％から約５０質量％の濃度で層２４ｃを通じて物品１０の新たな第１の表面１２ａに与えられる。いくつかの実施の形態において、Ａｇ+イオンは、約１質量％から約４０質量％（第１の表面１２ａで）の濃度で、層２４ｃを通じて、物品１０の新たな第１の表面１２ａに与えられる。さらなる実施の形態において、Ａｇ+イオンは、約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％または４０％の濃度で、ガラス物品１０の新たな第１の表面１２ａに与えられる。その上、浸漬工程１６０の期間は、層２４ｃの抗菌浴４０への暴露がその層に損傷を与えないことを確実にするように、層２４ｃの組成および抗菌浴４０の温度に基づいて、設定されてもよい。
【００５３】
方法１００のいくつかの実施の形態において、工程１６０は、Ａｇ+イオンが、層２４ｃまたは物品１０内に画成される、層２４ｃおよび／または層２４ｃの下の物品１０中に抗菌深さ２２ｄまで与えられるような、時間、温度および／または浴濃度で行われる。これらの実施の形態について、Ａｇ+イオンは、工程１６０において約５質量％から約７０質量％（抗菌深さ２２ｄでのＡｇ2Ｏの質量％）、および他の実施の形態において、約１質量％から約５０質量％の濃度で層２４ｃおよび／または物品１０中に与えられる。いくつかの実施の形態において、Ａｇ+イオンは、約１質量％から約４０質量％（抗菌深さ２２ｄで）の濃度で、層２４ｃおよび／または物品１０中に与えられる。さらなる実施の形態において、Ａｇ+イオンは、約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％または４０％（抗菌深さ２２ｄで）の濃度で、ガラス物品１０の新たな第１の表面１２ａに与えられる。
【００５４】
工程１６０の期間は、浴４０の組成と温度、物品１０の組成、層２４ｃの組成および抗菌領域に生じさせる所望の抗菌性に基づいて制御される。いくつかの実施の形態において、工程１６０の期間は、約１５分から（例えば、約２０分以上、約２５分以上、約３０分以上、または約３５分以上）、約１０時間までに制御される。他の実施の形態において、工程１６０の期間は、約１５分から約６０分までである。方法１００のいくつかの追加の実施の形態において、工程１６０は、約２５分から約３５分の期間に制御される。
【００５５】
浸漬工程１６０が完了した後、物品１０の表面、特に層２４ｃの第１の表面１２c上に残留する、浴４０からの材料を除去するために、洗浄工程１７０が行われる。物品１０の表面上の、特に層２４ｃの第１の表面１２ｃ上の、浴４０からの材料を除去するために、洗浄工程１７０において、例えば、脱イオン水を使用することができる。媒質が、浴４０からの材料、物品１０および／または層２４ｃの組成物とのどの反応も避けるように選択されるという条件で、物品１０の表面を洗浄するために、他の媒質も使用してよい。
【００５６】
図１Ｂを参照すると、材料の除去工程（例えば、図１Ａに示されるような、材料除去工程１４０）を含まない、抗菌物品を製造する方法１００ｂの実施の形態が示されている。基本的に、図１Ｂに示された方法１００ｂは、材料の除去工程を含まないことを除いて、図１Ａの方法１００とそっくり同じのように進行する。その結果、図１Ｂに示された方法１００ｂにしたがって製造された物品１０は、圧縮応力層２４上に層２４ｃを有する（すなわち、図１Ａに記載されたような残留圧縮応力層２４ｂはない）。
【００５７】
それぞれ、図１Ａおよび１Ｂに示された、抗菌物品を製造する方法１００、１００ｂは、抗菌イオン（例えば、Ａｇ+イオン）を取り込む工程１６０が、層（例えば、洗浄し易い疎水性機能性層）を形成する工程１５０の後に行われるという意味では、都合よいことがあり得る。方法１００、１００ｂに関連する利点の１つは、低下した光学的透明度（例えば、実質的に透明なガラス組成物から作られた物品１０について）および／または着色変化（例えば、不透明または他に着色されたガラスセラミックまたはセラミック組成物から作られた物品１０について）をもたらさない、物品１０中の抗菌領域の発生である。層２４ｃに関連するプロセスおよび熱処理が行われた後に、物品１０中に抗菌イオンを取り込むことにより、方法１００、１００ｂは、変色、着色変化および／または抗菌効果の低下をもたらし得る、抗菌イオンとの還元反応および／または拡散の虞を低減させるかなくす。
【００５８】
別の性能関連の利点は、物品１０の機械的完全性に関する。方法１００、１００ｂにしたがって、層２４ｃを形成する工程１５０の後に、抗菌浸漬工程１６０が行われる場合、層２４ｃの堆積前に、物品１０の表面の強烈な洗浄工程（例えば、抗菌イオンおよび塩を除去する洗浄および清浄化工程）は必要ない。これらの強烈な洗浄工程は、そうでなければ、物品１０の表面に傷および他の欠陥を導入するかもしれない。このように、これらの強烈な洗浄工程をなくすと、そうでなければ物品１０の機械的性質（例えば、ワイブル係数、ワイブル特性強度、平均強度など）に悪影響を及ぼし得る傷および他の欠陥が、物品の表面に導入される可能性が低下する。
【００５９】
それぞれ、図１Ａおよび１Ｂに示された方法１００および１００ｂは、製造上の利点およびコスト削減の利点も提供する。抗菌領域を生じさせる工程が、層２４ｃの形成後に行われる場合、層２４ｃの形成のために物品１０の表面を調製することは、著しく費用が安くなる。すなわち、方法１００および１００ｂにしたがって、浸漬工程１６０が、層２４ｃを形成する工程１５０の後に行われる場合、層２４ｃの完全性に悪影響を及ぼし得る、残留抗菌イオンおよび塩は、物品１０の表面上に存在しない。その上、物品１０の表面と比べて、層２４ｃの表面から残留抗菌イオンを除去することは、著しく容易かつ費用がかからない。これは、方法１００および１００ｂの多くの実施の形態が、抗菌イオン塩の湿潤をもたらしにくい表面エネルギーを有する層２４ｃ（例えば、洗浄し易い疎水性表面）を生じるように構成されているからである。浸漬工程１６０後に、層２４ｃの表面上に残留抗菌イオンが維持されにくいことに関連するコスト削減もある。工程１６０の実行後に、層２４ｃの表面上に、高価な抗菌イオン（例えば、Ａｇ+イオン）が少量しか残らないので、その後の洗浄工程１７０中の抗菌イオンの損失が最小になる。
【００６０】
方法１００、１００ｂによれば、工程１６０により物品１０および／または層２４ｃに得られる抗菌活性および効果は、極めて高くあり得る。例えば、ここに記載された方法１００、１００ｂにより製造された物品１０は、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、米国仮特許出願第６１／９０８４０１号明細書に記載された「ドライ」プロトコルにしたがって試験した場合、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌を少なくとも２対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約２、すなわち９９％の殺傷率）を示すことができる。いくつかの実施の形態において、抗菌物品を約４２％の湿度における約２３℃で試験し、その物品は、これらの条件下での「ドライ」プロトコルにしたがって試験した場合、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の少なくとも２対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約２、すなわち９９％の殺傷率）を示すと期待される。いくつかの実施の形態において、ここに記載された方法１００、１００ｂにしたがって製造された物品１０が、「ドライ」プロトコルにしたがって試験した場合、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の平均で少なくとも３対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約３、すなわち９９．９％の殺傷率）を示すことができると期待される。さらに、方法１００、１００ｂにより製造された物品１０の抗菌効果を明示するための「ドライ」プロトコルは、工程：（ａ）栄養寒天培地に、複数の細菌性生物を有する貯蔵物の一部を接種して、培養物を形成する工程；（ｂ）その培養物をインキュベーションして、第１の培養された培養物を形成し、この第１の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第２の培養された培養物を形成し、この第２の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第３の培養された培養物を形成し、この第３の培養された培養物を約４８時間に亘りインキュベーションして、複数の細菌コロニーを有する接種試験プレートを形成する工程；（ｃ）緩衝試験液中に前記複数の細菌コロニーの一部を懸濁させ、その試験液を約７から８のｐＨに調節し、試験液に約１０質量％から３０質量％の濃度で有機質土液(organic soil serum)を加えることにより、接種材料を形成する工程；（ｄ）抗菌物品の抗菌領域にその接種材料の一部を接種する工程；（ｅ）接種された抗菌物品を少なくとも約２時間に亘りインキュベーションする工程；および（ｆ）接種され培養された抗菌物品を中和溶液中で洗浄して、残留試験接種材料を形成し、この残留試験接種材料中の体積当たりの生存細菌コロニーの数を計数し、残留対照接種材料に対する、残留試験接種材料中の生存細菌コロニーの数における減少パーセントを計算する工程：を有することができる。
【００６１】
抗菌物品１０、および方法１００、１００ｂにより製造されたそのような物品の抗菌活性および効果は、その内容が、以下に完全に述べられているかのように、ここに全てが引用される、「抗菌性加工製品−抗菌性試験方法・抗菌効果」と題する日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）に主に基づく「環境」プロトコルにより示すこともできる。例えば、物品１０は、約２４時間に亘り約２３℃および約４２％の湿度で試験することができる。詳しくは、５個の対照サンプルおよび５個の試験サンプルを使用できる。各サンプルは、それに適用された特定の接種材料組成物および体積を有し、公知の表面積に均一に広げることを確実にするために、接種サンプルに無菌カバースリップが載せられている。このカバーされたサンプルを、上述した条件下でインキュベーションし、約６から約２４時間に亘り乾燥させ、緩衝液で濯ぎ、寒天平板上で培養することによって数え上げることができ、その最後の２工程は、上記ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験に採用された手順と似ている。この試験を使用すると、ここに記載された方法１００、１００ｂにより製造された抗菌物品１０は、少なくとも黄色ブドウ球菌の少なくとも１対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約１、すなわち、９０％の殺傷率）、並びに少なくともエンテロバクター・アエロゲネスおよび緑膿菌の少なくとも２対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約２、すなわち、９９％の殺傷率）を示すことができると考えられる。他の実施において、ここに記載された抗菌物品１０は、これらの試験条件下に暴露されるいずれかの細菌の少なくとも３対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約３、すなわち、９９．９％の殺傷率）を示すことができると考えられる。
【００６２】
抗菌活性および効果は、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）にしたがって測定することもできる。この試験の「ウェット」条件（すなわち、約２４時間に亘る、約３７℃および９０％超の湿度）下で、ここに記載された方法（例えば、方法１００、１００ｂ）により製造された抗菌ガラス物品は、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の少なくとも５対数の減少（すなわち、ＬＲ＞約５、すなわち９９．９９％の殺傷率）を示すことができると考えられる。
【００６３】
図２Ａに示されるように、さらなる実施の形態による抗菌物品３１０が提供される。いくつかの実施の形態において、物品３１０は主に、物品１０に使用されたもの（図１Ａおよび１Ｂ、並びに対応する説明を参照のこと）に相当する、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物および／または形状因子から作られている。物品３１０は第１の表面３１２を備えている。いくつかの実施の形態において、第１の表面３１２は、強度低下欠陥（例えば、図１Ａに示された方法１００に使用される材料除去工程１４０の結果としての）を実質的に含まないように構成される。いくつかの実施の形態によれば、第１の表面３１２は、二次イオン質量分析法（「ＳＩＭＳ」）により測定して、水素を実質的に含まない。他の実施の形態において、第１の表面３１２と、約０．５μｍの深さとの間の物品３１０の表面領域は、水素透過が実質的にない。ここに用いたように、「水素透過が実質的にない」という句は、ＳＩＭＳ技法により測定して、約１０００カウント／秒以下しか水素透過を含まない。より具体的な実施の形態において、第１の表面３１２より約０．１μｍから約０．５μｍの深さの表面領域は、水素透過が実質的にない。
【００６４】
図２Ａに示された物品３１０は、物品３１０の第１の表面３１２から第１の選択された深さ３１４まで延在する圧縮応力層３２４も備えている。物品３１０は、物品３１０の第１の表面３１２上に堆積された層３４４も備えている。この層３４４は、物品３１０の第２の表面３４２を画成し、厚さ３４６を有する。さらに、層３４４は層２４ｃ（図１Ａおよび１Ｂを参照のこと）に相当する；それゆえ、層３４４は機能性層であり得る。例えば、層３４４としては、防指紋コーティング、防汚コーティング、洗浄し易いコーティング、色付与コーティング、耐環境コーティング、または導電性コーティングが挙げられる。いくつかの実施の形態において、層３４４は疎水性コーティングである。さらに、層３４４は、層２４ｃを形成するのに使用されたプロセスに相当する様々なプロセスにより、物品３１０の第１の表面３１２上に形成できるか、他の様式で堆積させられる。
【００６５】
再び図２Ａを参照すると、物品３１０は、第１の表面３１２から抗菌深さ３１６まで延在する複数の抗菌イオン（例えば、Ａｇ+イオン）を含む抗菌領域３３４も備えている。いくつかの実施の形態において、抗菌領域３３４は、層３４４の第２の表面３４２から、層３４４を通り、抗菌深さ３１６まで延在する。物品３１０の第１の表面３１２は、約５質量％から約７０質量％に及ぶ濃度の抗菌イオン（例えば、Ａｇ+イオン）を有し得る。他の実施の形態において、第１の表面３１２は、約１質量％から約５０質量％に及ぶ濃度の抗菌イオンを有する。例示の実施の形態によれば、第１の表面３１２でのＡｇ+イオンの濃度は、約１質量％から約４０質量％である。
【００６６】
いくつかの例示の実施の形態において、抗菌深さ３１６は、物品３１０中の第１の表面３１２から、約３μｍ以下、約２μｍ以下、または約１μｍ以下に設定される。追加の実施の形態において、抗菌深さ３１６は、約０．１μｍから約３μｍに設定される。いくつかの実施の形態において、１つ以上のＡｇ+イオンが、容易に測定できない抗菌レベルで、および／または物品３１０の抗菌効果の実質的な一因ではない抗菌レベルで、抗菌深さ３１６より下の深さ（抗菌領域３３４の外側）まで物品３１０中に存在してもよいことも理解すべきである。抗菌深さ３１６より深い、残留抗菌深さまで延在する、物品３１０中に存在する任意のそのようなＡｇ+イオンは、いくつかの実施の形態において、物品３１０の抗菌効果の一因を提供することもある残留抗菌領域を画成する。ことによると、残留抗菌深さは、物品３１０の全厚を通じて延在し得る。
【００６７】
図２Ｂに示されるように、ある実施の形態による抗菌物品３１０ａが提供される。図２Ｂに示された抗菌物品３１０ａは、図２Ａに示された物品３１０に大部分が似ており、以下のように、特に明記のない限り、同様の数字の要素が、同一に構成される、および／または加工される。しかしながら、抗菌物品３１０ａにおいて、抗菌領域３３４は、実質的に層３４４内に位置しており、物品３１０ａ内に、または第１の表面３１２に、感知できる量の抗菌イオン（例えば、Ａｇ+イオン）はない。このように、物品３１０ａの抗菌領域３３４は、第２の表面３４２から、層３４４を通って、抗菌深さ３１６まで延在し得る。物品３１０ａにおいて、抗菌深さ３１６は層３４４内に位置している。いくらかの抗菌イオンが、感知されない濃度レベルで、層３４４内の深さ３１６より下に、および／または物品３１０ａ内に、位置し得ることを理解すべきである。いくつかの実施の形態によれば、物品３１０ａの層３４４の第２の表面３４２は、約５質量％から約７０質量％に及ぶ濃度の抗菌イオン（例えば、Ａｇ+イオン）を有し得る。他の実施の形態において、第２の表面３４２は、約１質量％から約５０質量％に及ぶ濃度の抗菌イオンを有する。例示の実施の形態によれば、第２の表面３４２でのＡｇ+イオンの濃度は、約１質量％から約４０質量％である。
【００６８】
抗菌物品３１０、３１０ａは、先の記載に概説された方法１００、１００ｂにしたがって製造できる。抗菌物品３１０、３１０ａは、先に概説したような方法１００、１００ｂと首尾一貫して改良されたプロトコルにしたがって製造してもよい。抗菌物品３１０、３１０ａのいくつかの実施の形態において、第１の表面３１２は、材料除去プロセス、例えば、タッチポリッシュまたは酸エッチング処理により形成される。別の実施の形態において、第１の表面３１２は、タッチポリッシュまたは酸エッチング表面処理プロセスによる、約０．１μｍから約２μｍの除去に一致する表面形態により特徴付けられる。別の実施の形態によれば、圧縮応力層３２４は、より小さいイオン交換可能なイオン（例えば、Ｎａ+イオン）を含有する物品３１０、３１０ａ中で交換されるおよび／または与えられる複数の金属イオン（例えば、Ｋ+イオン）を含有する。先に述べたように、第１の表面３１２は、いくつかの具体的な実施の形態において、約５質量％から約７０質量％、または約１質量％から約５０質量％に及ぶ濃度の抗菌イオンを有し得る。第１の表面３１２が、約２０質量％から約４０質量％に及ぶ濃度のＡｇ+イオンを含有するように、抗菌物品３１０、３１０ａを構成することも、さらに可能である。いくつかの実施の形態において、第１の表面３１２は、約３０質量％から約４０質量％に及ぶ濃度のＡｇ+イオンを含有する。
【００６９】
いくつかの実施の形態において、抗菌物品の光学的整合性は、物品３１０、３１０ａおよび層３４４が、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの範囲における８８％以上の光透過率により特徴付けることができるように維持される。いくつかの実施の形態によれば、物品３１０、３１０ａおよび層３４４の光透過率は、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの範囲において、８９％、９０％、９１％、９２％、またはさらに高い値ほど高くあり得る。その上、そのような物品３１０、３１０ａは、方法１００、１００ｂ、または先の記載に首尾一貫するこれらの方法の改良にしたがって、製造することができる。
【００７０】
他の実施の形態によれば、物品３１０、３１０ａの層３４４は、物品に６，０００回以上の摩耗サイクルが施された後に、少なくとも７５°の水接触角を維持すると期待される。いくつかの変形において、層３４４は、物品３１０、３１０ａに少なくとも１，０００回、少なくとも２，０００回、少なくとも３，０００回、少なくとも４，０００回、または少なくとも５，０００回の摩耗サイクルが施された後に、少なくとも７５°の水接触角を維持すべきである。
【００７１】
例示の実施の形態において、物品３１０、３１０ａは、第１の表面１２または第１の表面１２ａに加え、他の表面を、これらの他の表面および第１の表面１２、１２ａのいずれかが、物品３１０、３１０ａに少なくとも８，０００回の摩耗サイクルが施された後に、長さが約２ｍｍ未満の引っ掻き傷しか示さないことが期待されるように、備える。いくつかの実施の形態において、物品３１０、３１０ａは、少なくとも８，０００回の摩耗サイクルの前後に実質的に不変の光反射率値および／または光透過率値により特徴付けられることが期待される。いくつかの変形によれば、物品３１０、３１０ａは、物品に少なくとも１，０００回、少なくとも２，０００回、少なくとも３，０００回、少なくとも４，０００回、少なくとも５，０００回、少なくとも６，０００回、または少なくとも７，０００回の摩耗サイクルが施される前後に、上述した特徴（例えば、亀裂伝搬抵抗、光透過率および／または光反射率）のいずれかと実質的に同等のものを示すと期待される。
【実施例１】
【００７２】
図３を参照すると、物品中にＡｇ+イオンを取り込む抗菌イオン交換プロセスの前または後に堆積された疎水性コーティングを有する２つの強化ガラス物品に関する、深さの関数としてのＡｇ+イオン濃度（Ａｇ2Ｏの質量％）のＳＩＭＳプロットが示されている。図３に示された深さプロファイルは、疎水性コーティングおよび下にあるガラス物品の基板の両方を含む。「Ａ」および「Ｂ」と称される二組の強化抗菌ガラス物品を、以下のように調製した。それらの物品は、約６８モル％のＳｉＯ2、約４モル％のＢ2Ｏ3、約１３モル％のＡｌ2Ｏ3、約１４モル％のＮａ2Ｏ、約２モル％のＭｇＯ、および約０．１モル％のＳｎＯ2を含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有する。
【００７３】
図３に示されたＳＩＭＳデータを生成するために使用した「Ａ」および「Ｂ」物品に、５時間に亘り４２０℃での１００％のＫＮＯ3溶融塩浴を使用した強化イオン交換プロセスを施して、８５０ＭＰａ超のＣＳレベルおよび３５μｍ超のＤＯＬを達成した。強化後、ガラス物品をプラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。それらの物品に、「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ」２６３４  Ｃｏａｔｉｎｇ調製品（例えば、フッ素化溶媒中のアルコキシシラン）に由来する疎水性コーティングを浸漬被覆して、ガラス物品上に厚さ約５ｎｍの洗浄し易い高分子表面を生じさせた。「Ａ」および「Ｂ」ガラス物品に、５０％のＡｇＮＯ3および５０％のＫＮＯ3を含有する溶融塩浴中の３０分間に亘る２５０℃での抗菌イオン交換プロセスも施した。
【００７４】
再び図３を参照すると、「Ａ」群の抗菌物品に、疎水性コーティングを施用する前に、抗菌イオン交換プロセスを施した。対照的に、「Ｂ」群の抗菌物品に、疎水性コーティングを施用した後に、抗菌イオン交換プロセスを施した。ＳＩＭＳデータが示すように、「Ａ」および「Ｂ」群のＡｇ+イオン濃度プロファイル（Ａｇ2Ｏの質量％で示される）は、ほとんど同じである。それゆえ、抗菌イオン（Ａｇ+イオン）は、「Ｂ」群における疎水性コーティングを通って、「Ｂ」群のガラス物品中にうまく取り込まれ、これは、先に記載の方法１００、１００ｂおよび物品３１０、３１０ａに一致する。さらに、コーティング堆積後の抗菌イオン交換により調製された「Ｂ」群の物品は、疎水性層がまだ被覆されていない「裸の」物品上の抗菌イオン交換により調製された「Ａ」群の物品に匹敵するＡｇ+濃度プロファイルを示した。
【実施例２】
【００７５】
図４を参照すると、棒グラフが、物品にＡｇ+イオンを取り込ませたイオン交換プロセスの前に堆積された疎水性コーティングを有する強化ガラス物品と、有さない強化ガラス物品との抗菌試験からの結果を示している。「Ａ」および「Ｂ」と称される二組の強化抗菌ガラス物品を、以下のように調製した。これらの物品は、実施例１の物品と同じアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有する。
【００７６】
図４に示された効果を生じるために使用した「Ａ」および「Ｂ」物品に、５時間に亘り４２０℃での１００％のＫＮＯ3溶融塩浴を使用した強化イオン交換プロセスを施して、８５０ＭＰａ超のＣＳレベルおよび３５μｍ超のＤＯＬを達成した。強化後、「Ａ」ガラス物品をプラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。次いで、「Ａ」ガラス物品に、５０％のＡｇＮＯ3および５０％のＫＮＯ3を含有する溶融塩浴中の３０分間に亘る２５０℃での抗菌イオン交換プロセスを施した。強化後に、「Ｂ」ガラス物品もプラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。次いで、「Ｂ」物品に、「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ」２６３４  Ｃｏａｔｉｎｇ調製品（例えば、フッ素化溶媒中のアルコキシシラン）に由来する疎水性コーティングを浸漬被覆して、ガラス物品上に厚さ約５ｎｍの洗浄し易い高分子表面を生じさせた。被覆した「Ｂ」物品を再び、プラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。最後に、「Ｂ」ガラス物品に、５０％のＡｇＮＯ3および５０％のＫＮＯ3を含有する溶融塩浴中の３０分間に亘る２５０℃での抗菌イオン交換プロセスを施した。
【００７７】
再び図４を参照すると、「Ａ」および「Ｂ」群の物品に、米国仮特許出願第６１／９０８４０１号および先の説明に記載されたプロトコルと一致する、黄色ブドウ球菌に関する「ドライ」プロトコルを使用して、抗菌効果試験を行った。図４に示されるように、「Ａ」群の未被覆の強化抗菌物品に関する対数殺傷結果は、「Ｂ」群の被覆した強化抗菌物品と統計的に同等である。図４に示された「Ｂ」群は、１００％に設定された「Ａ」群からの結果に対して正規化されていることに留意のこと。このように、先に記載された方法１００、１００ｂおよび物品３１０、３１０ａに一致する、「Ｂ」群の物品を形成するために使用した方法は、抗菌効果を犠牲にせずに、疎水性コーティングを有する強化抗菌物品を提供した。
【実施例３】
【００７８】
図５を参照すると、棒グラフが、疎水性コーティングを有する強化抗菌ガラス物品と、有さない強化ガラス物品との３つの群の抗菌試験からの結果を示している。図５に示された強化抗菌ガラス物品は、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」と称され、以下のように調製した。これらの物品の全ては、実施例１に使用したのと同じアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有する。
【００７９】
図５に示された効果データを生成するために使用した「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」物品に、５時間に亘り４２０℃での１００％のＫＮＯ3溶融塩浴を使用した強化イオン交換プロセスを施して、８５０ＭＰａ超のＣＳレベルおよび３５μｍ超のＤＯＬを達成した。強化後、ガラス物品の全てをプラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。次いで、「Ａ」および「Ｂ」群のガラス物品に、５０％のＡｇＮＯ3および５０％のＫＮＯ3を含有する溶融塩浴中の２０分間に亘る２３０℃での抗菌イオン交換プロセスを施した。「Ａ」群のガラス物品には、疎水性または他のコーティングを施さなかった。「Ｂ」群に関して、これらのガラス物品に、抗菌イオン交換プロセスを施した後に、疎水性コーティングでさらに加工した。詳しくは、「Ｂ」群の物品に、「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ」２６３４  Ｃｏａｔｉｎｇ調製品（例えば、フッ素化溶媒中のアルコキシシラン）に由来する疎水性コーティングを浸漬被覆して、ガラス物品上に厚さ約５ｎｍの洗浄し易い高分子表面を生じさせた。「Ｃ」群に関して、これらのガラス物品に、抗菌イオン交換プロセスを施す前に、疎水性コーティングでさらに加工した。「Ｃ」群のガラス物品に使用した疎水性コーティングおよび抗菌イオン交換プロセスの条件は、他の点では、「Ｂ」群のガラス物品に使用したものと同じであった。
【００８０】
再び図５を参照すると、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」群の物品に、米国仮特許出願第６１／９０８４０１号および先の説明に記載されたプロトコルと一致する、黄色ブドウ球菌に関する「ドライ」プロトコルを使用して、抗菌効果試験を行った。図５に示されるように、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」群の強化抗菌物品は、それぞれ、３．５、３および２を超える平均対数殺傷値を有する。「Ｂ」および「Ｃ」群における疎水性コーティングの使用は、未被覆の「Ａ」群と比べて、効果がある程度損なわれるように思われるが、被覆された「Ｂ」および「Ｃ」群の効果レベルは非常に高い。より詳しくは、「Ｂ」および「Ｃ」群は、９９％以上の殺傷率を示す。さらにまた、９９％を超える平均対数殺傷率を示す「Ｃ」群は、疎水性コーティングの堆積後に抗菌イオン交換プロセスを行ったガラス物品において、非常に良好な効果が達成できることを実証する。このように、先に記載された方法１００、１００ｂおよび物品３１０、３１０ａに一致する、「Ｃ」群の物品を形成するために使用した方法は、非常に良好な抗菌効果がある、疎水性コーティングを有する強化抗菌物品を提供した。
【実施例４】
【００８１】
図６Ａおよび６Ｂを参照すると、コーティング深さの関数としてのＡｇ+イオン濃度（Ａｇ2Ｏの質量％）のＳＩＭＳプロットが、それぞれ、物品にＡｇ+イオンを取り込ませるイオン交換プロセスの後および前に堆積した疎水性コーティングを有する２つの強化ガラス物品を示している。図６Ａおよび６Ｂに示された深さプロファイルは、Ｘ軸が０から２０ｎｍの範囲に制限されているので、下にあるガラス物品の基板の疎水性コーティングに焦点が当てられる。
【００８２】
図６Ａおよび６Ｂにおけるデータを生成するために使用した二組の強化抗菌ガラス物品は、以下のように調製した。これらの物品は、実施例１に使用したのと同じアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有する。両組のガラス物品に、５時間に亘り４２０℃での１００％のＫＮＯ3溶融塩浴を使用した強化イオン交換プロセスを施して、８５０ＭＰａ超のＣＳレベルおよび３５μｍ超のＤＯＬを達成した。強化後、ガラス物品をプラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。図６Ａおよび６Ｂの物品に、電子線蒸着技法を使用してＰＶＤプロセスも施して、目標厚さが約５ｎｍから１５ｎｍである下にあるシリカプライマーと共に、目標厚さが約５ｎｍの疎水性コーティングを生じさせた。その上、これらのガラス物品に、０．５％のＡｇＮＯ3および９９．５％のＫＮＯ3を含有する溶融塩浴中の６０分間に亘る３９０℃での抗菌イオン交換プロセスも施した。図６Ａの物品に、疎水性コーティングの形成前に、抗菌イオン交換プロセスを行った。それゆえ、この物品は比較例として働く。対照的に、図６Ｂの物品に、疎水性コーティングの形成後に、抗菌イオン交換プロセスを行った。
【００８３】
図６Ａを参照すると、これらの比較サンプルのＳＩＭＳデータは、コーティングの表面近くに（約０ｎｍ）ほとんどＡｇ+イオンはなく、ガラス表面に近づくにつれて（約１２ｎｍ）、Ａｇ+イオン濃度が約０．０２から０．０４質量％のＡｇ2Ｏに非常にわずかに上昇していることを実証している。疎水性コーティングと、下にあるガラス物品との間の界面近くのＡｇ+イオン濃度の上昇は、疎水性コーティングの蒸着に関連する高温が施されている最中にそのコーティング中にＡｇ+イオンがある程度拡散したことによる可能性がある。
【００８４】
図６Ｂにおいて、これらのガラス物品のＳＩＭＳデータは、コーティングの表面近く（約０ｎｍ）に、０．５４質量％のＡｇ2Ｏまで、感知できる量のＡｇ+イオンが存在することを実証している。これらのレベルは、疎水性コーティングと下にあるガラス物品との間に生じ得る界面（約９〜１０ｎｍの深さ）でゼロ近くまで低下し、次いで、１０ｎｍ以上の深さで、著しく（１質量％超のＡｇ2Ｏ）上昇する。コーティングの表面近くでのＡｇ+イオンの濃度の上昇は、コーティングを有するガラス物品が抗菌浴中に浸漬された後に、コーティング中に残留するＡｇ+イオンに関連すると考えられる。それゆえ、被覆された強化ガラス物品に使用した抗菌イオン交換プロセスは、コーティングおよび下にある基板の両方に、いくらかの感知できる量のＡｇ+イオンを残す傾向にある。このように、先に記載の方法１００、１００ｂおよび物品３１０、３１０ａに一致する、図６Ｂに示された群の物品を形成するために使用した方法は、コーティングおよび下にある基板に感知できる量のＡｇ+イオンを有する疎水性コーティングを有する強化抗菌物品を提供した。さらに、Ａｇ+イオンのこれらの供給源のいずれかまたは両方とも、これらのガラス物品の抗菌効果の一因となり得る。
【実施例５】
【００８５】
下記の表１は、コーティングの蒸着後に抗菌イオン交換プロセスを行った被覆強化ガラス物品上と、行っていない被覆強化ガラス物品上における水接触角の測定の比較を与える。具体的には、「Ａ」および「Ｂ」と称される二組の強化ガラス物品を、以下のように調製した。これらの物品の全ては、実施例１に使用したのと同じアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有する。さらに、表１に列挙された水接触角を生成するために使用した「Ａ」および「Ｂ」物品に、５時間に亘り４２０℃での１００％のＫＮＯ3溶融塩浴を使用した強化イオン交換プロセスを施して、８５０ＭＰａ超のＣＳレベルおよび３５μｍ超のＤＯＬを達成した。強化後、ガラス物品の全てをプラズマ洗浄し、脱イオン水で濯いだ。さらに、「Ａ」および「Ｂ」群の物品に、電子線蒸着技法を使用してＰＶＤプロセスも施して、厚さが約５ｎｍから１５ｎｍのシリカプライマーと共に、厚さが約５ｎｍの疎水性コーティングを生じさせた。
【００８６】
再び表１を参照すると、「Ｂ」ガラス物品に、５０％のＡｇＮＯ3および５０％のＫＮＯ3を含有する溶融塩浴中の３０分間に亘る２５０℃での抗菌イオン交換プロセスも施した。「Ａ」群のガラス物品は、抗菌イオン交換プロセスが施されなかったという意味で、対照として働いた。その表が示すように、「Ａ」群と「Ｂ」群との間の水接触角の測定は、ほぼ同じであった。このように、先に記載された方法１００、１００ｂおよび物品３１０、３１０ａに一致する、「Ｂ」群の物品を形成するために使用した方法は、実測された水接触角の観点で、疎水性コーティングの完全性（例えば、表面エネルギーの安定性）に影響を与えずに、疎水性コーティングを有する強化抗菌物品を提供した。すなわち、疎水性コーティングを通じて「Ｂ」群の物品中に抗菌Ａｇ+イオンを注入しても、表面エネルギーの維持に関して要求されるように、疎水性コーティングが機能する能力に影響なかった。
【００８７】
【表１】
0006659577.tif 000002
【００８８】
請求項の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更が行えることが、当業者に明白であろう。
【００８９】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００９０】
実施形態１
抗菌物品において、
第１の表面を有する基板、
前記第１の表面上に配置された層であって、第２の表面を画成する層、
前記基板の第１の表面から該基板の第１の深さまで延在する圧縮応力領域、および
前記層の第２の表面から前記基板の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンを含む抗菌領域であって、該第２の深さが前記基板の第１の表面から約３μｍ以下である、抗菌領域、
を備え、前記抗菌領域のＡｇ+イオンの濃度が、約１質量％から約５０質量％の範囲にある、抗菌物品。
【００９１】
実施形態２
前記基板が、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から作られる、実施形態１に記載の物品。
【００９２】
実施形態３
前記層が、防汚コーティング、防指紋コーティング、および洗浄し易いコーティングからなる群より選択されるコーティングを少なくとも１つ含む、実施形態１または２に記載の物品。
【００９３】
実施形態４
前記第２の深さが、前記基板の第１の表面から約１μｍ以下に設定される、実施形態１から３いずれか１つに記載の物品。
【００９４】
実施形態５
前記第１の表面に強度低下欠陥が実質的にない、実施形態１から４いずれか１つに記載の物品。
【００９５】
実施形態６
前記基板および前記層の各々が、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの範囲における８８％以上の光透過率により特徴付けられる、実施形態１から５いずれか１つに記載の物品。
【００９６】
実施形態７
前記層の第２の表面から前記基板の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンの大半が、非還元状態にある、実施形態１から６いずれか１つに記載の物品。
【００９７】
実施形態８
ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）の試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の５以上の対数殺傷率を示す、実施形態１から７いずれか１つに記載の物品。
【００９８】
実施形態９
前記物品が、改正ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）の試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の３以上の対数殺傷率を示し、前記改正条件が、前記抗菌ガラス物品を、約２４時間に亘り、約４２％の湿度での約２３℃の温度に維持する工程を有する、実施形態１から８いずれか１つに記載の物品。
【００９９】
実施形態１０
（ａ）栄養寒天培地に、複数の細菌性生物を有する貯蔵物の一部を接種して、培養物を形成する工程；
（ｂ）前記培養物をインキュベーションして、第１の培養された培養物を形成し、該第１の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第２の培養された培養物を形成し、該第２の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第３の培養された培養物を形成し、該第３の培養された培養物を約４８時間に亘りインキュベーションして、複数の細菌コロニーを有する接種試験プレートを形成する工程；
（ｃ）緩衝試験液中に前記複数の細菌コロニーの一部を懸濁させ、該試験液を約７から８のｐＨに調節し、前記試験液に約１０質量％から３０質量％の濃度で有機質土液を加えることにより、接種材料を形成する工程；
（ｄ）抗菌物品の抗菌領域に前記接種材料の一部を接種する工程；
（ｅ）接種された抗菌物品を少なくとも約２時間に亘りインキュベーションする工程；および
（ｆ）接種され培養された抗菌物品を中和溶液中で洗浄して、残留試験接種材料を形成し、該残留試験接種材料中の体積当たりの生存細菌コロニーの数を計数し、残留対照接種材料に対する、該残留試験接種材料中の生存細菌コロニーの数における減少パーセントを計算する工程、
を有する試験により試験して、２以上の対数殺傷率をさらに示す、実施形態１から９いずれか１つに記載の物品。
【０１００】
実施形態１１
前記層が、前記物品に６，０００回の摩耗サイクルが施された後の少なくとも７５°の水接触角により特徴付けられる、実施形態１から１０いずれか１つに記載の物品。
【０１０１】
実施形態１２
前記基板が他の表面をさらに備え、該他の表面および前記第１の表面が、前記物品に８，０００回の摩耗サイクルが施された後に、長さが約２ｍｍ未満の引っ掻き傷しか含まない、実施形態１から１１いずれか１つに記載の物品。
【０１０２】
実施形態１３
少なくとも８，０００回の摩耗サイクルの前後の実質的に等しい光反射率値により特徴付けられる、実施形態１から１２いずれか１つに記載の物品。
【０１０３】
実施形態１４
少なくとも８，０００回の摩耗サイクルの前後の実質的に等しい光透過率値により特徴付けられる、実施形態１から１３いずれか１つに記載の物品。
【０１０４】
実施形態１５
抗菌物品において、
第１の表面を有する基板、
前記第１の表面上に配置された層であって、第２の表面を画成する層、
前記基板の第１の表面から該基板中の第１の深さまで延在する圧縮応力領域、および
前記層の第２の表面から該層中の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンを含む抗菌領域、
を備え、
前記抗菌領域のＡｇ+イオンの濃度が、約１質量％から約５０質量％の範囲にある、抗菌物品。
【０１０５】
実施形態１６
前記基板が、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から実質的になる、実施形態１５に記載の物品。
【０１０６】
実施形態１７
前記層が、防汚コーティング、防指紋コーティング、および洗浄し易いコーティングからなる群より選択されるコーティングを少なくとも１つ含む、実施形態１５または１６に記載の物品。
【０１０７】
実施形態１８
ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）の試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の５以上の対数殺傷率を示す、実施形態１５から１７いずれか１つに記載の物品。
【０１０８】
実施形態１９
前記物品が、改正ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）の試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、および緑膿菌の３以上の対数殺傷率を示し、前記改正条件が、前記抗菌ガラス物品を、約２４時間に亘り、約４２％の湿度での約２３℃の温度に維持する工程を有する、実施形態１５から１８いずれか１つに記載の物品。
【０１０９】
実施形態２０
（ａ）栄養寒天培地に、複数の細菌性生物を有する貯蔵物の一部を接種して、培養物を形成する工程；
（ｂ）前記培養物をインキュベーションして、第１の培養された培養物を形成し、該第１の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第２の培養された培養物を形成し、該第２の培養された培養物の一部を栄養寒天培地と共にインキュベーションして、第３の培養された培養物を形成し、該第３の培養された培養物を約４８時間に亘りインキュベーションして、複数の細菌コロニーを有する接種試験プレートを形成する工程；
（ｃ）緩衝試験液中に前記複数の細菌コロニーの一部を懸濁させ、該試験液を約７から８のｐＨに調節し、前記試験液に約１０質量％から３０質量％の濃度で有機質土液を加えることにより、接種材料を形成する工程；
（ｄ）抗菌物品の抗菌領域に前記接種材料の一部を接種する工程；
（ｅ）接種された抗菌物品を少なくとも約２時間に亘りインキュベーションする工程；および
（ｆ）接種され培養された抗菌物品を中和溶液中で洗浄して、残留試験接種材料を形成し、該残留試験接種材料中の体積当たりの生存細菌コロニーの数を計数し、残留対照接種材料に対する、該残留試験接種材料中の生存細菌コロニーの数における減少パーセントを計算する工程、
を有する試験により試験して、２以上の対数殺傷率をさらに示す、実施形態１５から１９いずれか１つに記載の物品。
【０１１０】
実施形態２１
抗菌物品を製造する方法であって、
第１の表面および複数のイオン交換可能な金属イオンを有する物品を提供する工程、
前記イオン交換可能な金属イオンよりサイズが大きい複数のイオン交換性金属イオンを含む強化浴を提供する工程、
複数の抗菌イオン、複数の前記イオン交換可能な金属イオンおよび複数の前記イオン交換性イオンを含む抗菌浴を提供する工程、
前記物品を前記強化浴中に浸漬して、該物品中の前記複数のイオン交換可能な金属イオンの一部を前記強化浴中の前記複数のイオン交換性金属イオンの一部と交換して、前記第１の表面から該物品中の第１の深さまで延在する圧縮応力領域を形成する工程、
前記物品の第１の表面上に層を形成する工程であって、該層が、前記圧縮応力領域上に配置され、第２の表面を画成するものである工程；および
前記物品および前記層を前記抗菌浴中に浸漬して、前記圧縮応力領域内の前記イオン交換可能な金属イオンおよび前記イオン交換性金属イオンの一部を該抗菌浴中の前記複数の抗菌イオンの一部と交換して、該層の第２の表面から該物品中の第２の深さまで延在する複数の抗菌イオンを含む抗菌領域を与える工程、
を有してなる方法。
【０１１１】
実施形態２２
前記物品が、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック組成物から実質的になる、実施形態２１に記載の方法。
【０１１２】
実施形態２３
前記抗菌イオンがＡｇ+イオンである、実施形態２１または２２に記載の方法。
【０１１３】
実施形態２４
前記層が、防汚コーティング、防指紋コーティング、および洗浄し易いコーティングからなる群より選択されるコーティングを少なくとも１つ含む、実施形態２１から２３いずれか１つに記載の方法。
【０１１４】
実施形態２５
前記第２の深さが、前記物品の第１の表面から約３μｍ以下である、実施形態２１から２４いずれか１つに記載の方法。
【０１１５】
実施形態２６
前記第１の表面に強度低下欠陥が実質的にない、実施形態２１から２５いずれか１つに記載の方法。
【０１１６】
実施形態２７
前記物品および前記層の各々が、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの範囲における８８％以上の光透過率により特徴付けられる、実施形態２１から２６いずれか１つに記載の方法。
【０１１７】
実施形態２８
前記層の第２の表面から前記物品の第２の深さまで延在する複数のＡｇ+イオンの大半が、非還元状態にある、実施形態２１から２７いずれか１つに記載の方法。
【０１１８】
実施形態２９
前記第２の深さが、前記物品の第１の表面から約１μｍ以下であり、前記物品の第１の表面のＡｇ+イオンの濃度が、約１質量％から約５０質量％の範囲にある、実施形態２３に記載の方法。
【０１１９】
実施形態３０
前記物品および前記層の各々が、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの範囲における８８％以上の光透過率により特徴付けられる、実施形態２９に記載の方法。
【符号の説明】
【０１２０】
１０    物品
１２、３１２    第１の表面
１２ａ、１２ｃ    新たな第１の表面
１４、３４    槽
２０    強化浴
２２    第１の深さ
２２ｄ、３１６    抗菌深さ
２４、３２４    圧縮応力層
２４ｂ    残留圧縮応力層
２４ｃ、３４４    層
３２    除去深さ
４０    抗菌浴
１００、１００ｂ    方法
１２０、１６０    浸漬工程
１３０    洗浄工程
１４０、１７０    除去工程
１５０    層を形成する工程
３１０、３１０ａ    抗菌物品
３３４    抗菌領域
３４２    第２の表面
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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