(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０モル％〜８０モル％のＳｉＯ２、５モル％〜２５モル％のＡｌ２Ｏ３、１５モル％までのＢ２Ｏ３、１０モル％〜２５モル％のＮａ２Ｏ、５モル％までのＫ２Ｏ、０．６６モル％〜２．５モル％のＬｉ２Ｏ、５モル％までのＰ２Ｏ５、１０モル％までのＭｇＯ、１０モル％までのＣａＯおよび１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、かつ１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％であるガラスから形成された抗菌ガラス物品であって、
前記ガラス物品がイオン交換されており、前記ガラス物品の表面から前記ガラス物品内の層深さまで延在する圧縮層を有し、前記圧縮層が、前記表面から、前記層深さ未満である第１の深さまで延在する第１の領域を含み、
前記第１の領域がＡｇ２Ｏを含んでなる、抗菌ガラス物品。
【請求項２】
前記第１の領域が、１０モル％〜３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の抗菌ガラス物品。
【請求項３】
前記第１の深さが、０μｍより大きく、かつ２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の抗菌ガラス物品。
【請求項４】
前記圧縮層が、少なくとも７００ＭＰａの最大圧縮応力を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の抗菌ガラス物品。
【請求項５】
改正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｍａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）細菌の濃度の少なくとも３の対数減少の死滅率を有し、前記改正された条件が、２４時間、３８％〜４２％の湿度で、２３℃〜３７℃の温度まで抗菌ガラス物品を加熱するステップと、それに続いて、６時間〜２４時間にわたり乾燥させるステップとを含んでなることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の抗菌ガラス物品。
【請求項６】
前記ガラスが少なくとも１種の清澄剤をさらに含んでなり、前記少なくとも１種の清澄剤が、０モル％〜０．５モル％のＳｎＯ２、０モル％〜０．５モル％のＡｓ２Ｏ３および０モル％〜０．５モル％のＳｂ２Ｏ３の少なくとも１種を含んでなることを特徴とする、請求１〜５のいずれか一項に記載の抗菌ガラス物品。
【請求項７】
抗菌ガラス物品を製造する方法において、
ａ．少なくとも９０重量％の少なくとも１種のカリウム塩を含んでなる第１のイオン交換浴からのカリウムカチオンを、５０モル％〜８０モル％のＳｉＯ２、５モル％〜２５モル％のＡｌ２Ｏ３、１５モル％までのＢ２Ｏ３、１０モル％〜２５モル％のＮａ２Ｏ、５モル％までのＫ２Ｏ、０．６６モル％〜２．５モル％のＬｉ２Ｏ、５モル％までのＰ２Ｏ５、１０モル％までのＭｇＯ、１０モル％までのＣａＯおよび１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、かつ１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％であるガラス中のナトリウムカチオンとイオン交換して、前記ガラスの表面から前記ガラス内の層深さまで延在する圧縮層を形成し、ガラス物品を形成するステップと、
ｂ．少なくとも５重量％の少なくとも１種の銀塩を含んでなる第２のイオン交換浴からの銀カチオンを、前記圧縮層内の第１の領域中のリチウムカチオンとイオン交換するステップと
を含んでなり、前記第１の領域は、前記表面から、前記ガラス内の２０μｍ以下の第１の深さまで延在し、かつ前記第１の深さが前記層深さ未満であり、前記銀カチオンが前記ガラス物品に抗菌活性を提供する、方法。
【請求項８】
カリウムイオンをナトリウムイオンと交換することによって形成された前記圧縮層が第１の最大圧縮応力を有し、銀カチオンをリチウムカチオンとイオン交換した後の前記圧縮層が少なくとも７００ＭＰａの第２の最大圧縮応力を有し、前記第２の最大圧縮応力が前記第１の最大圧縮応力の少なくとも８０％であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の領域が、１０モル％〜３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条に基づき、２０１４年２月２６日出願の米国仮特許出願第６１／９４４６５６号明細書の優先権の利益を主張する。上記米国仮特許出願の内容は依拠され、かつ全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、抗菌特性を有するガラスに関する。さらに詳細には、本開示は、そのような抗菌特性を有する耐損傷性の化学的に強化されたガラスに関する。
【背景技術】
【０００３】
抗菌表面を有する高強度ガラスは、典型的に、溶融塩溶液（または水溶液）を介してガラス中にイオン交換される銀の、ガラスの表面領域への組み込みによって得られる。しかしながら、銀をカリウムカチオンと交換することによって、必然的にガラスの表面における圧縮応力の大きい低下が導かれ、これによって、最終ガラス製品の強度の有意な損失がもたらされる。これは、銀のイオン半径（１２９ピコメートル（ｐｍ））がカリウムのイオン半径（１５２ｐｍ）より非常に小さいためである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に記載される通り、圧縮応力のいずれの有意な損失ももたらすことなく、ガラス表面中へ銀をイオン交換する方法の課題は、抗菌特性および高い圧縮応力を有するガラスを製造する方法を提供することによって対処される。この方法は、カリウムカチオンがガラス母材中のナトリウムカチオンと交換されて、圧縮応力下の表面層が提供される第１のイオン交換ステップと、それに続いて、銀カチオンがガラス中のカリウムおよびリチウムカチオンと交換されて、抗菌ガラスが生成される第２のイオン交換ステップとを含む。いくつかの実施形態において、抗菌ガラスは、第１の浴においてカリウム−ナトリウム交換によって得られる最大圧縮応力の少なくとも８０％である最大圧縮応力を有する。ガラス母材および抗菌特性を有するイオン交換ガラスも提供される。
【０００５】
したがって、本開示の一態様は、ガラスであって、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３、約１５モル％までのＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ、約５モル％までのＫ２Ｏ、０．１モル％〜約２．５モル％のＬｉ２Ｏ、約５モル％までのＰ２Ｏ５、約１０モル％までのＭｇＯ、約１０モル％までのＣａＯおよび約１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％である、ガラスを提供することである。
【０００６】
本開示の第２の態様は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏを含んでなるガラスを提供することである。このガラスは、ガラスの表面からガラス内の層深さまで延在する圧縮層を有する。圧縮層はＫ２Ｏを含んでなり、かつ少なくとも約７００ＭＰａの最大圧縮応力を有する。このガラスは、圧縮層内に第１の領域も含んでなる。第１の領域は、表面から、層深さ未満である第１の深さまで延在し、かつ約１０モル％〜約３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなる。
【０００７】
本開示の第３の態様は、抗菌ガラスを製造する方法を提供することである。この方法は、第１のイオン交換浴からのカリウムカチオンを、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＬｉ２Ｏを含んでなるガラス中のナトリウムカチオンとイオン交換して、ガラスの表面からガラス内の層深さまで延在する圧縮層を形成するステップと、第２のイオン交換浴からの銀カチオンを、圧縮層内の第１の領域中のリチウムカチオンとイオン交換するステップとを含んでなり、銀カチオンがガラスに抗菌活性を提供する。第１の領域は、表面からガラス内の第１の深さまで延在し、第１の負荷さは層深さ未満である。
【０００８】
これらおよび他の態様、利点ならびに重要な特徴は、以下の詳細な説明、添付の図面および添付の特許請求の範囲から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】イオン交換ガラスシートの断面概略図である。
【図２】Ａｇ＋イオン交換の前後のイオン交換ガラス試料の圧縮応力のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明において、同様の参照符号は、図面中のいくつかの図を通して、同様または対応する部分を示す。また、他に明記されない限り、「上部」、「底部」、「外側」、「内側」などの用語は、便宜上の用語であり、限定用語として解釈されないことも理解される。加えて、ある群が、要素の群の少なくとも１つおよびそれらの組合せを含んでなるものとして記載される場合は常に、その群が、任意の数のそれらの記載された要素を個々にまたは互いとの組合せのいずれかで含んでなり得るか、それらから本質的になり得るか、またはそれらからなり得ることは理解される。同様に、ある群が、要素の群の少なくとも１つまたはそれらの組合せからなるものとして記載される場合は常に、その群が、個々にまたは互いとの組合せのいずれかで任意の数のそれらの記載された要素からなり得ることは理解される。他に明記されない限り、値の範囲が記載される場合、それは、範囲の上限および下限の両方ならびにそれらの間の任意の範囲を含む。本明細書で使用される場合、名詞は、他に明記されない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」の対象を指す。本明細書および図面において開示された種々の特徴は、あらゆる組合せで使用可能であることも理解される。
【００１１】
本明細書で使用される場合、「ガラス物品」という用語は、完全にまたは部分的にガラスから製造された任意の対象物を含むように、それらの最も広い意味で使用される。他に明記されない限り、全ての組成は、モルパーセント（モル％）で表される。
【００１２】
なお、「実質的に」および「約」という用語は、本明細書中、任意の量的な比較、値、測定または他の表現に起因し得る固有の不確実度を表すために利用されてもよい。また、これらの用語は、本明細書において、対象の主題の基本的機能の変化をもたらすことなく、量的表現が記載された参照と異なり得る度合いを表すためにも利用される。したがって、「アルカリ金属酸化物を実質的に含まない」または「Ｐ２Ｏ５を実質的に含まない」ガラスは、そのような酸化物がガラス中に積極的に添加またはバッチされないが、汚染物質として非常に少量で存在し得るガラスである。
【００１３】
本明細書に記載のイオン交換ガラスの圧縮応力および層深さは、当該技術分野において既知の手段を使用して測定される。そのような手段には、限定されないが、株式会社ルケオ（日本、東京）によって製造されたＦＳＭ−６０００などの市販品として入手可能な機器を使用する表面応力（ＦＳＭ）の測定が含まれ、かつ圧縮応力および層深さの測定方法は、その内容が全体として参照により本明細書に組み込まれる「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ  Ｆｌａｔ  Ｇｌａｓｓ」という表題のＡＳＴＭ  １４２２Ｃ−９９および「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｎｏｎ−Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｐｈｏｔｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｄｇｅ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｔｒｅｓｓｅｓ  ｉｎ  Ａｎｎｅａｌｅｄ，Ｈｅａｔ−Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ，ａｎｄ  Ｆｕｌｌｙ−Ｔｅｍｐｅｒｅｄ  Ｆｌａｔ  Ｇｌａｓｓ」という表題のＡＳＴＭ  １２７９．１９７７９に記載されている。表面応力測定は、ガラスの複屈折と関連する応力光係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依存する。ＳＯＣは、したがって、両方ともその内容が全体として参照により本明細書に組み込まれる「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｔｒｅｓｓ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ」という表題のＡＳＴＭ  ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃ７７０−９８（２００８）に記載されている繊維および４点曲げ法など、当該技術分野において既知の方法、ならびにバルクシリンダー法によって測定される。
【００１４】
一般に図面、特に図１を参照すると、これらの図面は特定の実施形態を記載することを目的としており、かつ本開示または添付の請求項をそれらに限定するように意図されないことは理解されるであろう。図面は必ずしも一定比例となっておらず、かつ図面の特定の特徴および特定の図は、明快さおよび簡潔さのために、寸法的に誇張されるか、または概略的に示されていてもよい。
【００１５】
本明細書には、イオン交換可能であり、かつイオン交換されるか、または他の方法で化学的に強化される場合に高い強度および抗菌特性を示すガラスが記載される。いくつかの実施形態において、ガラスは、約１１００℃未満の液相線温度を有する。
【００１６】
一態様において、後で銀によってイオン交換されてよいガラス「母材」が提供される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス母材は、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２（すなわち、ＳｉＯ２≧５０モル％）、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３（すなわち、５モル％≦Ａｌ２Ｏ３≦２５モル％）、約１５モル％までのＢ２Ｏ３（すなわち、０モル％≦Ｂ２Ｏ３≦１５モル％）、約１０モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ（すなわち、１０モル％≦Ｎａ２Ｏ≦２５モル％）、約５モル％までのＫ２Ｏ（すなわち、０モル％≦Ｋ２Ｏ≦５モル％）、０．１モル％〜約２．５モル％のＬｉ２Ｏ（すなわち、０モル％≦Ｌｉ２Ｏ≦１．５５モル％）、約５モル％までのＰ２Ｏ５（すなわち、０モル％≦Ｐ２Ｏ≦１０モル％）、約５モル％までのＭｇＯ（すなわち、０モル％≦ＭｇＯ≦５モル％）、約１０モル％までのＣａＯ（すなわち、０モル％≦ＣａＯ≦１０モル％）、および約１０モル％までのＺｎＯ（すなわち、０モル％≦ＺｎＯ≦１０モル％）から本質的になるか、またはそれらを含んでなり、アルカリ金属酸化物変性剤の合計が、１０モル％以上および３０モル％以下（すなわち、１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％）である。いくつかの実施形態において、０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ≦１０モル％である。
【００１７】
特定の実施形態において、本明細書に記載のガラス母材は、約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２（すなわち、５０モル％≦ＳｉＯ２≦８０モル％）、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３（すなわち、９モル％≦Ａｌ２Ｏ３≦２２モル％）、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３（すなわち、３モル％≦Ｂ２Ｏ３≦１０モル％）、約１０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ（すなわち、１０モル％≦Ｎａ２Ｏ≦２０モル％）、０．１モル％〜約１．５モル％のＬｉ２Ｏ（すなわち、０．１モル％≦Ｌｉ２Ｏ≦１．５モル％）、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ（すなわち、０モル％≦Ｋ２Ｏ≦５モル％）、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯまたはそれらの組合せ（ここで、０モル％≦ＭｇＯ≦６モル％および０モル％≦ＺｎＯ≦６モル％である）、ならびに任意選択的にＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも１種（ここで、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％である）から本質的になるか、またはそれらを含んでなる。これらのガラスの非限定的な例の組成を表１に記載する。これらのガラスの物理特性を表２に記載する。
【００１８】
【表１】
0006673842.tif 000002
【００１９】
【表２】
0006673842.tif 000003
【００２０】
別の態様において、抗菌特性を有するイオン交換されたガラスが提供される。イオン交換されたガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏを含んでなり、かつガラスの表面からガラス内の層深さまで延在する圧縮層を有する。圧縮層はＫ２Ｏを含んでなり、かつ少なくとも約７００ＭＰａの最大圧縮応力を有する。圧縮層内の第１の領域は、ガラスの表面から、層深さ未満である第１の深さまで延在し、かつ約１０モル％〜約３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなる。
【００２１】
イオン交換は、ガラスを化学的に強化するために広範囲に使用される。１つの特定の例において、そのようなカチオンの供給源（例えば、溶融塩、または「イオン交換」浴）内のアルカリカチオンは、ガラス内でより小さいアルカリカチオンと交換され、ガラスの表面付近で圧縮応力（ＣＳ）下の層が達成される。本明細書に記載のガラスにおいて、例えば、第１のイオン交換ステップにおいて、カチオン供給源からのカリウムイオンは、ガラス内のナトリウムイオンと交換される。圧縮層は、表面からガラス内の層深さ（ＤＯＬ）まで延在する。
【００２２】
本明細書に記載のイオン交換されたガラスは、少なくとも１種のカリウム塩を含んでなる第１のイオン交換浴中での、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏを含有するガラス母材の第１のイオン交換によって形成される。イオン交換浴中のカリウムイオンは、層深さまでガラス母材中のナトリウムイオンを置換する。カリウムおよびナトリウムカチオンの半径の差異（１５２ｐｍ対１１９ｐｍ）は、カリウムおよびリチウムイオン半径間の差異（１５２ピコメートル（ｐｍ）対９０ｐｍ）と比較して非常に小さいため、カリウム含有浴中の初期イオン交換によって、Ｎａ＋に対するＫ＋の優先的な交換がもたらされる。このような第１のイオン交換によって、強度に関して好ましい高い表面圧縮応力がもたらされる。いくつかの実施形態において、少なくとも１種のカリウム塩として硝酸カリウム（ＫＮＯ３）が含まれる。イオン交換プロセスにおいて使用されてもよい他のカリウム塩としては、限定されないが、塩化カリウム（ＫＣｌ）、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）、それらの組合せなどが含まれる。イオン交換されたガラスは、ガラスの表面からガラス内の層深さまで延在する少なくとも１つの圧縮層を有する。
【００２３】
カリウム−ナトリウムイオン交換に続いて、ガラスは、カリウムに対する銀およびリチウムイオンに対する銀のイオン交換の両方が行なわれる銀溶液を含有する第２のイオン交換浴中でイオン交換される。１つの非限定的な例において、Ｌｉ＋に対するＡｇ＋およびＫ＋に対するＡｇ＋交換は、ＡｇＮＯ３含有溶融塩浴中で実行される。Ｌｉ＋に対するＡｇ＋交換は、この２つのカチオンの半径間のより小さい差異（１２９ｐｍ対９０ｐｍ）のため、より容易に生じることが可能である。これは、Ｋ＋に対するＡｇ＋交換による圧縮応力の損失を少なくとも部分的に埋め合わせる圧縮応力の増加を導き、およびいくつかの例においては、銀イオン交換の結果として圧縮応力の純増加とさえなることが可能である。
【００２４】
Ｌｉ＋に対するＡｇ＋およびＫ＋に対するＡｇ＋イオン交換は、圧縮層内の第１の領域において生じる。本明細書で使用される場合、「圧縮応力層」という用語は、圧縮応力下の層または領域を指し、および「第１の領域」という用語は、抗菌銀種を含有する層または領域を指すために使用されるべきである。この使用は便宜上のみのためであり、決して用語「領域」および「層」の間の区別をもたらすようには意図されない。
【００２５】
第１の領域は、表面から、圧縮層の深さ未満である第１の深さまで延在する。いくつかの実施形態において、第１の領域は、約２０μｍまで（すなわち、約２０μｍ以下）の平均厚さを有し、他の実施形態においては、約１０μｍまでの平均厚さを有する。イオン交換に続いて、圧縮層は、少なくとも約７００ＭＰａの最大圧縮応力を有する。
【００２６】
平面状イオン交換ガラス物品の断面概略図を図１に示す。ガラス物品１００は、厚さｔ、第１の表面１１０および第２の表面１１２を有する。図１に示される実施形態では、ガラス物品１００を平坦な平面状シートまたはプレートとして描写するが、ガラス物品１００は、３次元形状または非平面形状などの他の形状を有してもよい。ガラス物品１００は、第１の表面１１０から層深さｄ１まで、ガラス物品１００の容積中に延在する第１の圧縮層１２０を有する。図１に示される実施形態において、ガラス物品１００は、第２の表面１１２から層の第２の深さｄ２まで延在する第２の圧縮層１２２も有する。ガラス物品は、ｄ１からｄ２まで延在する中央領域１３０も有する。中央領域１３０は、層１２０および１２２の圧縮応力の均衡を保つか、またはそれらを打ち消す、引張応力または中心張力（ＣＴ）下にある。第１および第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ１、ｄ２は、ガラス物品１００の第１および第２の表面１１０、１１２に対する急激な衝撃によって導入される欠陥の伝搬からガラス物品１００を保護し、一方、圧縮応力は、第１および第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ１、ｄ２を通って浸透する欠陥の可能性を軽減する。Ｌｉ＋に対するＡｇ＋およびＫ＋に対するＡｇ＋のイオン交換は、ガラス物品１００中で、それぞれ、表面１１０、１１２から深さｄ３、ｄ４まで延在する第１の領域１３０、１３２において生じ、かつガラス物品１００の表面１１０、１２０において抗菌層が提供される。
【００２７】
イオン交換によってガラス中に導入された銀の本質的に全ては、ガラスの第１の領域１３０、１３２に位置する。いくつかの実施形態において、第１の領域１３０、１３２は、約１０モル％〜約３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの圧縮層１２０、１２２は、少なくとも約７００ＭＰａの最大圧縮応力を有し、他の実施形態においては、少なくとも７５０ＭＰａ、他の実施形態においては、少なくとも８００ＭＰａ、なお他の実施形態においては、少なくとも約８５０ＭＰａの最大圧縮応力を有する。本明細書で使用される場合、「最大圧縮応力」は、圧縮層内で測定された最高圧縮応力値を示す。いくつかの実施形態において、最大圧縮応力はガラスの表面に位置し、および圧縮応力プロフィールにおいて「スパイク」として現われ得る。他の実施形態において、最大圧縮応力は表面下の深さで生じ得、圧縮プロフィールに「埋まったピーク」の見かけを与える。いくつかの実施形態において、第１および第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ１、ｄ２は、それぞれ、少なくとも約３０μｍであり、および他の実施形態においては、少なくとも約４０μｍである。
【００２９】
いくつかの実施形態において、銀イオン交換は、カリウムイオン交換浴におけるイオン交換に起因する圧縮応力の約２０％以下の減少をもたらす。ガラス母材組成物へのＬｉ２Ｏの組み込みの利点は、いくつかのガラス試料に関して、Ａｇ＋イオン交換前および後の圧縮応力がプロットされている図２で例証される。図２の試料１は、リチウムを含まないガラス母材である。この試料に関して、表面圧縮応力の約半分が、銀イオン交換後に失われる。リチウムがガラス母材組成物に組み込まれる場合（試料２〜７）、事実上、圧縮応力の損失はないが、しかしながら、試料２は、Ｌｉ＋に対するＡｇ＋の交換の結果として圧縮応力の増加を示す。
【００３０】
ガラス中の銀の存在によって、ガラスの表面に抗菌特性がもたらされ、すなわち、銀と接触した細菌は死滅するであろう。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のイオン交換された抗菌ガラスは、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｍａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）細菌の濃度の少なくとも５の対数減少を示すことができる。他の実施形態において、イオン交換された抗菌ガラスは、改正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｍａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）細菌の濃度の少なくとも３の対数減少も示し得る。ここでは、改正された条件は、約６時間、約３８％〜約４２％の湿度で、約２３℃〜約３７℃の温度まで抗菌ガラス物品を加熱するステップを含んでなる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のイオン交換された抗菌ガラスは、改正されたＥＰＡ試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｍａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）細菌の濃度の２以下の対数減少も示し得る。ここでは、改正された条件は、約２時間、約３８％〜約４２％の湿度で、約２３℃の温度まで抗菌ガラス物品を加熱するステップを含んでなる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、上記のイオン交換された抗菌ガラスは、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２（すなわち、５０モル％≦ＳｉＯ２≦８０モル％）、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３（すなわち、５モル％≦Ａｌ２Ｏ３≦２５モル％）、約１５モル％までのＢ２Ｏ３（すなわち、０モル％≦Ｂ２Ｏ３≦１５モル％）、約１０モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ（すなわち、１０モル％≦Ｎａ２Ｏ≦２５モル％）、約５モル％までのＫ２Ｏ（すなわち、０モル％≦Ｋ２Ｏ≦５モル％）、約１．５モル％までのＬｉ２Ｏ（すなわち、０モル％≦Ｌｉ２Ｏ≦１．５５モル％）、約５モル％までのＰ２Ｏ５（すなわち、０モル％≦Ｐ２Ｏ≦１０モル％）、約５モル％までのＭｇＯ（すなわち、０モル％≦ＭｇＯ≦５モル％）、約１０モル％までのＣａＯ（すなわち、０モル％≦ＣａＯ≦１０モル％）、および約１０モル％までのＺｎＯ（すなわち、０モル％≦ＺｎＯ≦１０モル％）を含んでなり、アルカリ金属酸化物変性剤の合計が、１０モル％以上および３０モル％以下（すなわち、１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％）である。いくつかの実施形態において、０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ≦１０モル％である。
【００３２】
特定の実施形態において、上記のイオン交換された抗菌ガラスは、約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２（すなわち、５０モル％≦ＳｉＯ２≦８０モル％）、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３（すなわち、９モル％≦Ａｌ２Ｏ３≦２２モル％）、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３（すなわち、３モル％≦Ｂ２Ｏ３≦１０モル％）、約１０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ（すなわち、１０モル％≦Ｎａ２Ｏ≦２０モル％）、０．１モル％〜約１．５モル％のＬｉ２Ｏ（すなわち、０．１モル％≦Ｌｉ２Ｏ≦１．５モル％）、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ（すなわち、０モル％≦Ｋ２Ｏ≦５モル％）、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯまたはそれらの組合せ（ここで、０モル％≦ＭｇＯ≦６モル％および０モル％≦ＺｎＯ≦６モル％である）、ならびに任意選択的にＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも１種（ここで、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％である）から本質的になるか、またはそれらを含んでなる。
【００３３】
上記されたガラス母材およびイオン交換された抗菌ガラスは、両方とも、ＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５などの少なくとも１種の清澄剤をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態において、少なくとも１種の清澄剤は、約０．５モル％までのＳｎＯ２（すなわち、０モル％≦ＳｎＯ２≦０．５モル％）、約０．５モル％までのＡｓ２Ｏ３（すなわち、０モル％≦Ａｓ２Ｏ３≦０．５モル％）および約０．５モル％までのＳｂ２Ｏ３（すなわち、０モル％≦Ｓｂ２Ｏ３≦０．５モル％）を含む。いくつかの実施形態において、ガラスは、少なくとも１種の着色剤をさらに含んでもよい。
【００３４】
本明細書に記載の母材およびイオン交換されたガラスの酸化物成分のそれぞれが作用を果たす。例えば、シリカ（ＳｉＯ２）は、主要なガラス形成酸化物であり、溶融ガラスに関しては網目状骨格構造を形成する。純粋なＳｉＯ２は低ＣＴＥを有し、かつアルカリ金属を含まない。しかしながら、その極めて高い融解温度のため、純粋なＳｉＯ２はフュージョンドロープロセスには不適合である。また、粘度曲線も非常に高く、ラミネート構造中のいずれのコアガラスとも調和しない。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラスは、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２を含んでなり、かつ他の実施形態において、約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２を含んでなる。
【００３５】
シリカの他に、本明細書に記載のガラスは、安定なガラス形成、低いＣＴＥ、低いヤング率、低いせん断率を達成し、かつ溶融および形成を促進する網目形成成分、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を含んでなる。ＳｉＯ２と同様に、Ａｌ２Ｏ３は、ガラス網目構造に剛性を付与する。アルミナは、４または５配位のいずれかでガラスに存在することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラスは、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３を含んでなり、特定の実施形態において、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３を含んでなる。
【００３６】
酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）も、粘度を低下させるために使用され、したがって、ガラスを溶融および形成する能力を改善するガラス形成酸化物である。Ｂ２Ｏ３は、３または４配位のいずれかでガラス網目構造に存在することができる。３配位Ｂ２Ｏ３は、ヤング率およびせん断率を低下させるため、したがって、ガラスの本質的な耐損傷性を改善するために最も有効な酸化物である。したがって、本明細書に記載のガラスは、いくつかの実施形態において、約１５モル％までのＢ２Ｏ３を含んでなり、他の実施形態において、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３を含んでなる。
【００３７】
アルカリ酸化物、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、イオン交換されたガラスの化学強化を達成するために使用される。ガラス母材組成物へのＬｉ２Ｏの組み込みによって、高い圧縮応力および抗菌特性の両方を有する最終イオン交換製品を導くことができる。この理由は、対象の一価イオンの相対的なイオン半径に関し、Ｌｉ＋は９０ピコメートル（ｐｍ）の半径を有し、Ｎａ＋の半径は１１６ｐｍであり、Ａｇ＋の半径は１２９ｐｍであり、かつＫ＋は１５２ｐｍの半径を有する。
【００３８】
本明細書に記載のガラスは、例えば、ＫＮＯ３を含有する塩浴中でカリウムと交換可能であるＮａ２Ｏを含む。いくつかの実施形態において、１０モル％≦Ｎａ２Ｏ≦２１モル％、他の実施形態において、１０モル％〜約２０モル％である。ガラスは、Ｌｉ２Ｏおよび任意選択的にＫ２Ｏをさらに含んでなる。本明細書に記載されるように、ガラス中のＬｉ＋カチオンは、イオン交換浴においてＡｇ＋カチオンと交換されてよい。Ａｇ＋カチオンをガラス中のＬｉ＋カチオンと交換することによって、ガラス中のより大きいＫ＋カチオンをより小さいＡｇ＋カチオンと交換することによって生じる圧縮応力の低下を相殺することを促進する。いくつかの実施形態において、０．１モル％≦Ｌｉ２Ｏ≦２．５モル％、および特定の実施形態において、０．１モル％≦Ｌｉ２Ｏ≦１．５モル％である。ガラス中のカリウムカチオンも銀カチオンとのイオン交換を受ける。ガラスは、約５モル％までのＫ２Ｏを含んでなり、すなわち、０モル％≦Ｋ２Ｏ≦５モル％である。
【００３９】
五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）は、これらのガラスに組み込まれた網目形成成分である。Ｐ２Ｏ５は、ガラス網目構造中で擬四面体構造を取り、すなわち、それは４個の酸素原子と配位するが、そのうちの３個のみが網目構造の残りに結合している。４番目の酸素は、リンカチオンと二重結合を形成する末端酸素である。ガラス網目構造中でのホウ素とリンとの会合は、ＳｉＯ２と同様に、四面体構造中でのこれらの網目形成成分の相互安定化を導くことができる。Ｂ２Ｏ３と同様に、ガラス網目構造中でのＰ２Ｏ５の組み込みは、ヤング率およびせん断率の低下に関して非常に有効である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラスは、約５モル％までのＰ２Ｏ５を含んでなり、すなわち、０モル％≦Ｐ２Ｏ５≦５モル％である。
【００４０】
Ｂ２Ｏ３と同様に、ＭｇＯおよびＣａＯなどのアルカリ土類金属酸化物ならびにＺｎＯなどの他の二価酸化物もガラスの溶融挙動を改善する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラスは、約１０モル％までのＭｇＯ、約１０モル％までのＣａＯ、および／または約１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、他の実施形態において、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯまたはそれらの組合せを含んでなり、０モル％≦ＭｇＯ≦６モル％および０モル％≦ＺｎＯ≦６モル％である。いくつかの実施形態において、ガラスは、少なくとも１種のアルカリ土類金属酸化物も含んでなってもよく、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％である。
【００４１】
特定の実施形態において、銀はイオン交換によってガラスに導入され、かつ抗菌剤として役立つ。したがって、Ａｇ２Ｏは、イオン交換されたガラスの圧縮層１２０、１２２の第１の領域１３０、１３２に豊富である。一実施形態において、本明細書に記載のガラスは、約３０モル％までのＡｇ２Ｏを含んでなってよく、他の実施形態において、１０モル％＜Ａｇ２Ｏ≦３０モル％である。
【００４２】
ガラスは、溶融の間のガス含有物の排除を促進するために、わずかな濃度で、ＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５などの少なくとも１種の清澄剤も含んでもよい。いくつかの実施形態において、ガラスは、約０．５モル％までのＳｎＯ２、約０．５モル％までのＡｓ２Ｏ３および／または約０．５モル％までのＳｂ２Ｏ３を含んでなってもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス母材は、スロットドローおよびフュージョンドロープロセスなどの当該技術分野で既知のダウンドロープロセスによって形成可能である。わずかな濃度のＬｉ２Ｏを含有するガラス母材組成物は、フュージョンドロープロセスに完全に適合可能であり、かつ問題なく製造可能である。リチウムは、スポジュメンまたは炭酸リチウムとしてバッチ処理可能である。
【００４４】
フュージョンドロープロセスは、薄ガラスシートの大規模製造のために使用されている産業技術である。フロートまたはスロットドロープロセスなどの他のフラットガラス製造技術と比較して、フュージョンドロープロセスでは、優れた平坦性および表面品質を有する薄ガラスシートが得られる。結果として、フュージョンドロープロセスは、液晶ディスプレイ用、ならびにノートブック、エンターテインメントデバイス、テーブル、ラップトップなどの個人用電子デバイス用のカバーガラス用の薄ガラス基体の製造における圧倒的な製造技術となった。
【００４５】
フュージョンドロープロセスには、ジルコンまたは別の耐火材料から典型的に製造される「アイソパイプ」として既知のトイ上での溶融ガラスの流動が関与する。溶融ガラスは、両側から、アイソパイプの上部からあふれ出て、アイソパイプの底部で合流し、最終シートの内部のみがアイソパイプと直接接触するシングルシートが形成される。最終ガラスシートのいずれの暴露表面もドロープロセス間にアイソパイプ材料と接触しないため、ガラスの両外側表面は初期品質のものであり、その後の仕上げが必要とされない。
【００４６】
フュージョンドローが可能となるように、ガラスは、十分高い液相線粘度（すなわち、液相線温度における溶融ガラスの粘度）を有さなければならない。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラスは、少なくとも約１００キロポアズ（ｋポアズ）（１０キロパスカル秒）、他の実施形態において、少なくとも約１２０ｋポアズ（１２キロパスカル秒）の液相線粘度を有し、なお他の実施形態において、これらガラスは、少なくとも約３００ｋポアズ（３０キロパスカル秒）の液相線粘度を有する。
【００４７】
別の態様において、上記されたイオン交換された抗菌ガラスを製造する方法も提供される。第１のステップにおいて、第１のイオン交換浴中のカリウムカチオンは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＬｉ２Ｏを含んでなるガラス母材中のガラス母材中のナトリウムカチオンとイオン交換される。いくつかの実施形態において、ガラス母材は、上記されたものの１種である。ナトリウムカチオンとのカリウムカチオンのイオン交換によって、ガラスの表面からガラス内の層深さまで延在する圧縮層が形成する。圧縮層は、第１の浴中でのイオン交換に続いて、第１の最大圧縮応力下にある。
【００４８】
第１のイオン交換浴は、いくつかの実施形態において、限定されないが、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、塩化カリウム（ＫＣｌ）および硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）などのカリウム塩の少なくとも１種を含んでなる溶融塩浴である。いくつかの実施形態において、少なくとも１種のカリウム塩は、第１のイオン交換浴の少なくとも約９０重量％、他の実施形態においては、第１のイオン交換浴の少なくとも約９５重量％、なお他の実施形態においては、第１のイオン交換浴の少なくとも約９８重量％を構成するか、または占める。
【００４９】
第２のステップにおいて、第２のイオン交換浴中の銀カチオンは、第１のイオン交換の結果として生じる圧縮層内のカリウムおよびリチウムイオンと交換される。銀カチオンは、ガラスに抗菌活性を提供する。第２のイオン交換は、いくつかの実施形態において、限定されないが、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）、塩化銀（ＡｇＣｌ）および硫酸銀（Ａｇ２ＳＯ４）などの銀塩の少なくとも１種を含んでなる溶融塩浴である。いくつかの実施形態において、少なくとも１種の銀塩は、第２のイオン交換浴の少なくとも約５重量％、他の実施形態においては、第２のイオン交換浴の少なくとも約１０重量％、なお他の実施形態においては、第２のイオン交換浴の少なくとも約２０重量％を構成する。
【００５０】
銀カチオンをカリウムおよびリチウムカチオンとイオン交換した後、圧縮層は、いくつかの実施形態において、第１の最大圧縮応力の少なくとも８０％、他の実施形態において、第１の最大圧縮応力の少なくとも９０％である第２の最大圧縮応力を有する。いくつかの実施形態において、第２の最大圧縮応力は、第１の最大圧縮応力以上である。特定の実施形態において、第２の最大圧縮応力は、少なくとも約７００ＭＰａであり、他の実施形態において、少なくとも７５０ＭＰａであり、他の実施形態において、少なくとも８００ＭＰａであり、なお他の実施形態において、少なくとも約８５０ＭＰａである。
【００５１】
典型的な実施形態が説明の目的で明示されたが、上記は、本開示または添付の請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。したがって、種々の修正形態、適応形態および代替形態は、本開示または添付の請求項の趣旨および範囲を逸脱することなく、当業者に考慮され得る。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５２】
実施形態１
ガラスにおいて、約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３、約１５モル％までのＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ、約５モル％までのＫ２Ｏ、約０．１モル％〜約２．５モル％のＬｉ２Ｏ、約５モル％までのＰ２Ｏ５、約１０モル％までのＭｇＯ、約１０モル％までのＣａＯおよび約１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％である、ガラス。
【００５３】
実施形態２
約１１００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする、実施形態１に記載のガラス。
【００５４】
実施形態３
イオン交換され、かつ前記ガラスの表面から前記ガラス内の層深さまで延在する圧縮層を有し、前記圧縮層が、前記表面から、前記層深さ未満である第１の深さまで延在する第１の領域を含み、前記第１の領域がＡｇ２Ｏを含んでなることを特徴とする、実施形態１または２に記載のガラス。
【００５５】
実施形態４
前記第１の領域が、約１０モル％〜約３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなることを特徴とする、実施形態３に記載のガラス。
【００５６】
実施形態５
前記第１の深さが、０μｍより大きく、かつ約２０μｍ以下であることを特徴とする、実施形態３または４に記載のガラス。
【００５７】
実施形態６
前記圧縮層が、少なくとも約７００ＭＰａの最大圧縮応力を有することを特徴とする、実施形態３〜５のいずれか一項に記載のガラス。
【００５８】
実施形態７
改正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｍａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）細菌の濃度の少なくとも３の対数減少の死滅率を有し、前記改正された条件が、約２４時間、約３８％〜約４２％の湿度で、約２３℃〜約３７℃の温度まで抗菌ガラス物品を加熱するステップと、それに続いて、約６時間〜約２４時間にわたり乾燥させるステップとを含んでなることを特徴とする、実施形態３〜６のいずれか一項に記載のガラス。
【００５９】
実施形態８
少なくとも１種の清澄剤をさらに含んでなることを特徴とする、実施形態１〜７のいずれか一項に記載のガラス。
【００６０】
実施形態９
前記清澄剤が、ＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３およびＳｂ２Ｏ３の少なくとも１種を含んでなることを特徴とする、実施形態７に記載のガラス。
【００６１】
実施形態１０
前記少なくとも１種の清澄剤が、０モル％〜約０．５モル％のＳｎＯ２、０モル％〜約０．５モル％のＡｓ２Ｏ３および０モル％〜約０．５モル％のＳｂ２Ｏ３の少なくとも１種を含んでなることを特徴とする、実施形態８に記載のガラス。
【００６２】
実施形態１１
約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０．１モル％〜約１．５モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯまたはそれらの組合せ（ここで、０モル％≦ＭｇＯ≦６モル％および０モル％≦ＺｎＯ≦６モル％である）、ならびに任意選択的にＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも１種（ここで、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％である）を含んでなることを特徴とする、実施形態１〜１０のいずれか一項に記載のガラス。
【００６３】
実施形態１２
ダウンドロー可能であることを特徴とする、実施形態１〜１１のいずれか一項に記載のガラス。
【００６４】
実施形態１３
ガラスにおいて、
前記ガラスの表面から前記ガラス内の層深さまで延在し、かつ少なくとも約７００ＭＰａの最大圧縮応力を有し、Ｋ２Ｏを含んでなる圧縮層と、
前記圧縮層内の第１の領域であって、前記表面から、前記層深さ未満である第１の深さまで延在し、約１０モル％〜約３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなる第１の領域と
を含んでなり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏを含んでなることを特徴とする、ガラス。
【００６５】
実施形態１４
約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３、約１５モル％までのＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ、約５モル％までのＫ２Ｏ、約１．５モル％までのＬｉ２Ｏ、約５モル％までのＰ２Ｏ５、約１０モル％までのＭｇＯ、約１０モル％までのＣａＯおよび約１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％であることを特徴とする、実施形態１３に記載のガラス。
【００６６】
実施形態１５
約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０．１モル％〜約１．５モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯまたはそれらの組合せ（ここで、０モル％≦ＭｇＯ≦６モル％および０モル％≦ＺｎＯ≦６モル％である）、ならびに任意選択的にＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも１種（ここで、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％である）を含んでなることを特徴とする、実施形態１４に記載のガラス。
【００６７】
実施形態１６
約１１００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする、実施形態１３〜１５のいずれか一項に記載のガラス。
【００６８】
実施形態１７
改正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｍａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）細菌の濃度の少なくとも３の対数減少の死滅率を有し、前記改正された条件が、約２４時間、約３８％〜約４２％の湿度で、約２３℃〜約３７℃の温度まで抗菌ガラス物品を加熱するステップと、それに続いて、約６時間〜約２４時間にわたり乾燥させるステップとを含んでなることを特徴とする、実施形態１３〜１６のいずれか一項に記載のガラス。
【００６９】
実施形態１８
少なくとも１種の清澄剤をさらに含んでなることを特徴とする、実施形態１３〜１７のいずれか一項に記載のガラス。
【００７０】
実施形態１９
前記清澄剤が、ＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３およびＳｂ２Ｏ３の少なくとも１種を含んでなることを特徴とする、実施形態１８に記載のガラス。
【００７１】
実施形態２０
前記少なくとも１種の清澄剤が、０モル％〜約０．５モル％のＳｎＯ２、０モル％〜約０．５モル％のＡｓ２Ｏ３および０モル％〜約０．５モル％のＳｂ２Ｏ３の少なくとも１種を含んでなることを特徴とする、実施形態１９に記載のガラス。
【００７２】
実施形態２１
ダウンドロー可能であることを特徴とする、実施形態１３〜２０のいずれか一項に記載のガラス。
【００７３】
実施形態２２
前記第１の深さが、０μｍより大きく、かつ約２０μｍ以下であることを特徴とする、実施形態１３〜２１のいずれか一項に記載のガラス。
【００７４】
実施形態２３
抗菌ガラスを製造する方法において、
ａ．第１のイオン交換浴からのカリウムカチオンを、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＬｉ２Ｏを含んでなるガラス中のナトリウムカチオンとイオン交換して、前記ガラスの表面から前記ガラス内の層深さまで延在する圧縮層を形成するステップと、
ｂ．第２のイオン交換浴からの銀カチオンを、前記圧縮層内の第１の領域中のリチウムカチオンとイオン交換するステップと
を含んでなり、前記第１の領域は、前記表面から前記ガラス内の第１の深さまで延在し、前記第１の深さは前記層深さ未満であり、前記銀カチオンが前記ガラスに抗菌活性を提供する、方法。
【００７５】
実施形態２４
カリウムイオンをナトリウムイオンと交換することによって形成される前記圧縮層が第１の最大圧縮応力を有し、銀カチオンをリチウムカチオンとイオン交換した後の前記圧縮層が第２の最大圧縮応力を有し、前記第２の最大圧縮応力が前記第１の最大圧縮応力の少なくとも８０％であることを特徴とする、実施形態２３に記載の方法。
【００７６】
実施形態２５
前記第２の最大圧縮応力が少なくとも７００ＭＰａであることを特徴とする、実施形態２３または２４に記載の方法。
【００７７】
実施形態２６
前記第１の領域が約１０モル％〜約３０モル％のＡｇ２Ｏを含んでなることを特徴とする、実施形態２３〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【００７８】
実施形態２７
前記第１の深さが約２０μｍ以下であることを特徴とする、実施形態２３〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【００７９】
実施形態２８
前記第１のイオン交換浴が、少なくとも９０重量％の少なくとも１種のカリウム塩を含んでなることを特徴とする、実施形態２３〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【００８０】
実施形態２９
前記第２のイオン交換浴が、少なくとも５重量％の少なくとも１種の銀塩を含んでなることを特徴とする、実施形態２３〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【００８１】
実施形態３０
前記ガラスが、約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２、約５モル％〜約２５モル％のＡｌ２Ｏ３、約１５モル％までのＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ、約５モル％までのＫ２Ｏ、０．１モル％〜約２．５モル％のＬｉ２Ｏ、約５モル％までのＰ２Ｏ５、約１０モル％までのＭｇＯ、約１０モル％までのＣａＯおよび約１０モル％までのＺｎＯを含んでなり、１０モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦３０モル％であることを特徴とする、実施形態２３〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【００８２】
実施形態３１
前記ガラスが、約５０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０．１モル％〜約１．５モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯまたはそれらの組合せ（ここで、０モル％≦ＭｇＯ≦６モル％および０モル％≦ＺｎＯ≦６モル％である）、ならびに任意選択的にＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも１種（ここで、０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％である）を含んでなることを特徴とする、実施形態３０に記載の方法。
【００８３】
実施形態３２
前記ガラスが約１１００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする、実施形態２３〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【図１】
0006673842.tif 000004
【図２】
0006673842.tif 000005