(57)【要約】  製造条件を含む苛酷な条件に暴露されたときの耐変色性が改善された様々な抗菌ソーダ石灰ガラスがここに開示されている。ここに記載された改良抗菌ガラス物品は、一般に、厚さｔを有するＳＬＧ基板；約０．１５＊ｔ以上の圧縮応力層；および抗菌剤と圧縮応力層の厚さより小さい厚さを有する抗菌剤含有領域を備えている。圧縮応力および抗菌剤含有領域を形成する前に、ガラス基板の主面の約２から２０マイクロメートルを除去することができる。いくつかの態様において、予め焼き鈍しされ、焼き入れされたか、または予め焼き鈍しされた、ＳＬＧが基板として使用される。いくつかの態様において、その基板は一方の面にスズを含む。改良ＳＬＧ基板は、苛酷な条件に暴露されたときに、実質的に変色を経験しない。そのガラス物品を製造および使用する方法も記載されている。
2017520503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌ガラス物品において、
基板厚さ、主面およびソーダ石灰ガラス組成を有するガラス基板、
前記主面から、前記基板厚さの０．１５倍以上である第１の深さまで延在する圧縮応力層、および
前記主面から第２の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層、
を備え、
前記物品の抗菌剤の濃度が、前記主面で約１質量パーセント以上であり、
前記物品の吸光度が、４５０〜５５０ｎｍの波長で約０．１０以下である、物品。
【請求項２】
前記第１の深さが約２５マイクロメートルと約１０００マイクロメートルの間であり、前記圧縮応力層内の平均圧縮応力が少なくとも約１００ＭＰａである、請求項１記載の物品。
【請求項３】
前記主面から前記基板内の第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層をさらに備えた、請求項１または２記載の物品。
【請求項４】
前記物品が約２００ＭＰａ以上の平均圧縮応力を有し、前記第３の深さが前記第２の深さ以下である、請求項３記載の物品。
【請求項５】
前記主面から約２マイクロメートルの前記基板の厚さ内に、ある量のカリウム、ナトリウムおよび抗菌剤をさらに含み、カリウムが、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の前記量の約７５％未満を占め、前記抗菌剤が、約２マイクロメートルの前記厚さ内の、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の前記量の約０．５％以上を占め、前記抗菌剤の深さが約５マイクロメートル以下であり、前記抗菌剤が銀イオンを含み、前記物品が、前記主面で２質量パーセントと４０質量パーセントの間の銀イオンの抗菌剤濃度を有する、請求項１から４いずれか１項記載の物品。
【請求項６】
前記主面が、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下、改定ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下、または乾式試験の試験条件下で、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．Ｃｏｌｉ、およびＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａのいずれか１つ以上の濃度において対数値で３以上の殺傷値を示し、該対数値の殺傷値が、
前記物品が、約１時間に亘り約９８℃以上の温度の水中で煮沸されること、
前記物品が、約２４時間に亘り約６０℃の温度および８５％の相対湿度を有する環境に暴露されること、および
前記物品が、約１℃以上の温度に冷却されること、
のいずれか１つの後に維持される、請求項１から５いずれか１項記載の物品。
【請求項７】
約２未満のＣＩＥ  １９７６の色座標ｂ*を示す、請求項１から６いずれか１項記載の物品。
【請求項８】
前記主面がスズを実質的に含まない、請求項１から７いずれか１項記載の物品。
【請求項９】
前記主面がスズを含む、請求項１から７いずれか１項記載の物品。
【請求項１０】
抗菌ガラス物品を製造する方法において、
基板厚さ、主面、ソーダ石灰ガラス組成、および前記主面から、前記基板厚さの０．１５倍以上である第１の深さまで延在する圧縮応力層を有するガラス基板を提供する工程、
前記主面から前記基板内の第２の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層を形成する工程であって、前記抗菌剤が、前記主面で約１質量パーセント以上の銀イオン濃度を有するものである工程、
前記主面から前記基板内の第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層を形成する工程、および
必要に応じて、前記主面の一部を除去して、加工主面を形成する工程であって、該除去工程が、前記抗菌剤含有層を形成する工程の前に行われ、該除去工程において除去される前記主面の一部が、前記基板の２マイクロメートルと２０マイクロメートルの間からなる、除去工程、
を有してなり、
前記抗菌ガラス物品が、４５０〜５５０ｎｍの波長で約０．１０以下の吸光度を示す、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【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９月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／０５７６３１号および２０１４年７月７日に出願米国仮特許出願第６２／０２１４５６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】
本開示は、広く、抗菌ソーダ石灰ガラス物品に関する。より詳しくは、ここに記載された様々な実施の形態は、抗菌挙動を有するソーダ石灰ガラス物品であって、抗菌効果を維持しながら、苛酷な条件（例えば、製造条件、高温、湿度、酸化環境、還元環境など）に暴露されたときの変色が低減しているようなガラス物品、並びにそのガラス物品を製造する方法および使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかある特徴の中で特に、高い光の透過、低ヘイズ、および高い耐久性を要求する装置および用途が、より広く行き渡ってきた。そのような装置および用途が、食品および他の消耗品と接触する表面を含む、または１人のユーザまたは多数のユーザと装置との間のインタラクションを伴う程度とともに、ユーザからユーザに移り得る微生物（例えば、細菌、真菌、ウイルスなど）を寄生させる表面の傾向が増える。
【０００４】
微生物を寄生させることのできる、高い光学的透明度を要求する表面が、器具用途（例えば、棚材料、ドアおよび他の構成部材）、建築用途（例えば、壁、エレベータ、カウンター甲板、シャワー室など）、並びにディスプレイおよびユーザとのタッチ・インタラクションに曝される表面を備えた他の電子機器に使用されている。ソーダ石灰ガラス（ＳＬＧ）は、他の材料と比べて比較的低コストであるために、これらの用途に使用することができる。
【０００５】
ＳＬＧ上の微生物の存在を最小にするために、様々なガラス物品に、いわゆる「抗菌」性が与えられてきた。そのような抗菌（ＡＭ）ＳＬＧ物品は、器具、建築用途または他の用途において、タッチ作動装置の画面として使用されているか否かにかかわらず、高温、湿度、反応性環境などに暴露されたときに、変色する傾向にある。これらの苛酷な条件は、ＳＬＧ物品の製造または加工中、もしくは物品の通常の使用中に生じ得る。ある場合には、この変色により、ＳＬＧ物品が見苦しくなり得る。さらに、過剰な変色のために、最終的に、そのガラス物品がその使用目的に適さなくなり得る。変色が望ましく、１つの特徴であるときがある。しかしながら、これらの場合、色の制御が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、抗菌ＳＬＧ物品の製造に関連する条件を含む苛酷な条件に暴露されたときの変色に対する抵抗が改善された物品を提供する技術が、依然として必要とされている。これらの技術が、表面の他の望ましい性質（例えば、光の透過、ヘイズ、強度、耐引掻性など）に悪影響を与えなければ、特に都合よいであろう。本開示は、そのような技術の提供に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
苛酷な条件に暴露されたときの変色に対する抵抗が改善された様々な抗菌ＳＬＧ物品が、その製造および使用のための方法と共に、ここに記載されている。
【０００８】
１つの種類の改善された抗菌ＳＬＧ物品は、厚さｔを有するガラス基板；そのガラス基板の主面から内側に、約０．１５＊ｔ以上の第１の深さまで延在する圧縮応力層または領域；およびそのガラス基板の主面から内側に、この圧縮応力層または領域の厚さよりも小さい第２の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層または領域を備えており、全ての層および領域は、ガラス物品が、苛酷な条件に暴露されたときに変色を実質的に経験しないように構成されている。いくつかの実施の形態において、第２の深さは第１の深さより小さい。
【０００９】
いくつかの実施の形態において、変色は、約４５０〜５５０ｎｍの波長範囲で、約０．１０以下などの低い吸光度として特徴付けられることがある。いくつかの態様において、抗菌ＳＬＧ物品は、その主面で抗菌剤（例えば、Ａｇ+イオン）と反応する傾向があるスズまたは他の金属イオンの濃度が低いかまたは取るに足らない。いくつかの態様において、ＳＬＧ物品はスズを含む、またはＳＬＧ基板中に一般に見られるスズは除去されない。
【００１０】
この種類の抗菌ＳＬＧ物品は、ガラス基板の１つ以上の主面上に配置された追加の層をさらに備えても差し支えない。この追加の層としては、反射防止コーティング、防眩コーティング、防指紋コーティング、防汚コーティング、色付与組成物、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。
【００１１】
この種類の改善された抗菌ＳＬＧ物品の特定の実施において、平均（表面）圧縮応力は、約５０メガパスカル以上、約１００メガパスカル以上、約１２０メガパスカル以下、または約１５０メガパスカル以下であり得る。前記圧縮応力層の深さは、約２５マイクロメートル以上かつ約１０００マイクロメートル以下または約１００マイクロメートル以上であり得る。いくつかの態様において、改善された抗菌ＳＬＧ物品は、熱処理されたガラス基板を使用しており、深さが１００マイクロメートルを超える、および／または平均圧縮応力が１００メガパスカルを超える圧縮応力層を有し得る。他の態様において、改善されたＳＬＧ物品は、熱処理されたガラス基板を使用しており、約１００メガパスカルから約１２０メガパスカルの平均圧縮応力を有し得る圧縮応力層を有し得る、および／または圧縮応力層の深さは、約２５マイクロメートル以上かつ約１０００マイクロメートル以下であり得る。
【００１２】
いくつかの態様において、前記物品は、第１の深さより小さい、第２の深さより小さい、または第１の深さと第２の深さの両方より小さい、第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層を有することがある。そのような物品の平均表面圧縮応力は、約２００メガパスカル以上、または３００メガパスカル以上であってよい。
【００１３】
この種類の改善された抗菌ＳＬＧ物品のいくつかの実施において、抗菌剤含有領域の平均厚さは、約１００マイクロメートル以下、約１５マイクロメートル以下、または約５マイクロメートル以下であり得る。そのような抗菌剤含有領域の最も外側の部分の銀濃度（例えば、抗菌剤として銀が使用されている場合）は、約４０質量パーセントまでであり得る。いくつかの態様において、そのＳＬＧ基板の表面での銀濃度は、１質量パーセントと約４０質量パーセントの間、約３質量パーセントから約４０質量パーセント、または約５質量パーセントから約４０質量パーセントである。
【００１４】
いくつかの実施の形態において、前記物品は、その表面から規定の深さ（例えば、２マイクロメートル、５マイクロメートルまたは１０マイクロメートル）内にカリウム、ナトリウムおよび抗菌剤のいずれか１つ以上をある濃度で含むことがある。いくつかの実施の形態において、カリウムが、その規定の深さに沿って、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の合計量の約７５％以下または約７５％以上を占めることがある。カリウムの量は、使用する処理条件により調整できる。いくつかの態様において、抗菌剤は、その規定の深さに沿って、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の合計量の約０．５％以上を占めることがある。１マイクロメートルの深さ以内のカリウムの絶対量（Ｋ2Ｏとして測定して）は、約２質量パーセントまで（例えば、約０．１質量パーセントから約２質量パーセント、約１質量パーセントから約１．８質量パーセント、または約１．３質量パーセントから約１．６質量パーセント）であってよい。
【００１５】
そのようなＳＬＧ物品が暴露されることのある苛酷な条件としては、摂氏約２００度以上の温度、約８０パーセント以上の相対湿度レベル、還元環境、酸化環境、またはそれらの組合せが挙げられる。例えば、苛酷な条件としては、高温でのガラス基板の表面上の防指紋および／または防汚コーティングの重合、ガラス基板を別の装置に接着させるために使用される接着剤の直接結合、ガラス基板の表面上の透明電極のスパッタリング、ガラス基板の表面上のインク層またはフリット層の熱硬化、ガラス基板の表面のプラズマ洗浄、ガラス基板の表面の化学エッチング、ガラス基板の表面の焼き鈍し、ガラス基板の表面の化学洗浄、またはそれらの組合せが挙げられる。
【００１６】
その苛酷な条件は、抗菌ＳＬＧ基板の製造に関連する様々な過程も含み得る。例えば、ＳＬＧ基板に抗菌性を与えるために使用される過程により、基板が変色し得る。Ａｇ+イオンがＳＬＧ基板中に交換により入って、抗菌剤含有層を形成するときに、そのＡｇ+イオンは基板の「スズ側」に存在するＳｎ2+と反応して、Ａｇ結晶として析出し得る。次いで、これらのＡｇ結晶は、表面プラズモン共鳴効果により基板中の変色を生じ得る。
【００１７】
変色が実質的にないことは、苛酷な条件への暴露前の光透過率に対して約３パーセント以下のガラス物品の光透過率の変化、苛酷な条件への暴露前のヘイズに対して約５パーセント以下のガラス物品のヘイズの変化、および／またはそれぞれ、約±０．２、±０．１、および±０．１以下のＳＬＧ物品のＣＩＥ  １９７６色座標Ｌ*、ａ*、およびｂ*の変化を含み得る。変色が実質的にないことは、抗菌ＳＬＧ物品の特定の実施に関して０＜ｂ*＜２であるような、ＣＩＥ  １９７６色座標ｂ*も含み得る。いくつかの態様において、変色が実質的にないことは、可視スペクトル（約３８０から７８０ｎｍ）に亘る９０％以上の透過率を含み得る。
【００１８】
この種類の抗菌ＳＬＧ物品は、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）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、および緑膿菌の細菌の濃度の対数値で少なくとも５の減少を示すことができる。この種類の抗菌ＳＬＧ物品は、改定ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、少なくとも黄色ブドウ球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）、エンテロバクター・アエロゲネス（Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）、大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）、および緑膿菌（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）の細菌の濃度の対数値で少なくとも３の減少を示すことができ、この改定条件は、約２４時間に亘り約３８パーセントから約４２パーセントの湿度でその抗菌ガラス物品を摂氏約２３度から摂氏約３７度の温度に加熱する工程と、その後、約６時間から約２４時間に亘る乾燥を含む。この種類の抗菌ＳＬＧ物品は、改定ＥＰＡ試験条件下で、少なくともＳ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．Ｃｏｌｉ、およびＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａの細菌の濃度の対数値で少なくとも２の減少も示すことができ、この改定条件は、約２時間に亘り約３８パーセントから約４２パーセントの湿度でその抗菌ガラス物品を摂氏約２３度の温度に加熱する工程を含む（以下、「乾式」試験と称される）。この乾式試験は、ここに完全に述べられているかのように引用される、米国仮特許出願第６１／９０８４０１号明細書に記載されている。ある場合には、これらのレベルの抗菌効果は、ＳＬＧ物品が、約１時間に亘る約９８℃以上の温度の水中での煮沸、約２４時間に亘る約６０℃の温度および８５％の相対湿度の環境への暴露、および約４℃の温度（例えば、２℃以下または約１℃以下）への冷却のいずれか１つに暴露された後でさえも、維持される。
【００１９】
ある場合には、改善された抗菌ＳＬＧ物品は、約１％以下の平坦性を示すことがある。ここに用いたように、平坦性は、平坦性の百分率を与えるために、平らな表面に配置された後の、その物品の最高高さ／最小高さの測定値を称する。この改善された抗菌ＳＬＧ物品は、改善された機械的強度も示すことがあり、ある場合には、安全ガラスとして使用されることがある。改善された機械的強度は、リング・オン・リング試験により測定して、約６００ｋｇｆ（約５８８０Ｎ）以上の平均曲げ強度を示すことを含むことがある。
【００２０】
この種類の改善された抗菌ＳＬＧ物品は、電子機器のタッチ感応性表示画面またはカバープレート、電子機器の非タッチ感応性部材、家電製品の表面、医療機器の表面、生物学的または医療包装容器、建築部材の表面、または車両部材の表面の一部として働くことができる。
【００２１】
抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法の一種は、厚さｔおよび主面を有するＳＬＧ基板を提供する工程を有してなる。このＳＬＧ基板は、その主面から第１の深さまで延在する圧縮応力層を有することがある。いくつかの実施の形態において、この第１の深さは、基板の厚さの約０．１５倍以上である。いくつかの実施の形態において、この方法は、そのような圧縮応力層を第１の深さまで形成する工程を有する。いくつかの実施の形態の方法は、抗菌ＳＬＧ物品が、苛酷な条件に暴露されたときに、実質的に変色を経験しないように、ガラス基板の主面から内側に第２の深さまで延在する抗菌剤含有領域を形成する工程を有することがある。いくつかの実施の形態において、この方法は、主面の一部を除去して、加工主面を形成する工程であって、第１の深さまで延在する圧縮応力層および抗菌剤含有領域のいずれか１つ以上の形成の前または後に行われてもよい工程を必要に応じて有する。１つの実施において、その方法は、ガラス基板を熱処理する工程であって、前記除去工程の前または直後に行われる工程も有する。
【００２２】
いくつかの態様において、前記方法により、０．１５＊ｔ以上の厚さを有する圧縮応力層を備えた抗菌ＳＬＧ物品が製造される。さらに、この方法により製造されるこれらの抗菌ＳＬＧ物品における抗菌剤含有領域の厚さは、圧縮応力層の厚さ未満であり得る。
【００２３】
ある場合には、前記方法は、主面（または加工主面）から第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層を形成する工程を有する。第１の深さまで延在する圧縮応力層、および第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層は、熱加工(thermal processing)および／または化学的加工（例えば、熱処理(heat treatment)またはイオン交換処理）により形成されてもよい。第２の深さまで延在する抗菌剤含有領域は、化学処理（例えば、イオン交換処理）により形成されてもよい。化学処理を使用する場合、その処理は、複数のイオン（例えば、ナトリウム、カリウムなどのアルカリイオン、および／または抗菌剤イオン）を主面（または加工主面）中に第１の深さ、第２の深さまたは第３の深さまでイオン交換する工程を有する。
【００２４】
ある場合には、圧縮応力層の一方または両方を形成する工程、および抗菌剤含有領域を形成する工程は、同時に行われる。他の場合には、第１の深さまで延在する圧縮応力層は、二段階工程で、抗菌剤含有領域が形成される前に形成される。他の場合には、第２の深さまで延在する圧縮応力層は、抗菌剤含有領域と同時に（１つの化学処理工程）、または抗菌剤含有領域が形成される前に（２つの化学処理工程）、形成される。
【００２５】
ある場合には、前記化学処理は、抗菌剤前駆体と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3のいずれか１つ以上とを含む溶融浴中に基板を浸漬する工程を有することがある。他の実施の形態において、その溶融浴は、ＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを含むことがある（約３００℃以下の温度を有するであろう）。ここに用いたように、「共晶塩混合物」は、塩成分の混合物を称する。例えば、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3を使用する場合、その共晶塩混合物は、４０〜６０％のＫＮＯ3および４０〜６０％のＮａＮＯ3を含み、ＫＮＯ3塩およびＮａＮＯ3塩の合計は８０〜１００％に等しい。他の場合には、化学処理は、抗菌剤前駆体を含む水溶液（約２５０℃以上の温度を有するであろう）中に基板を浸漬する工程を有することがある。共晶塩混合物を含む溶融浴または前記水溶液は、約０．０１質量パーセントから約１質量パーセントの範囲の濃度のＡｇＮＯ3を含むであろう。
【００２６】
ある場合には、前記方法は、ＳＬＧ基板の１つ以上の主面の少なくとも一部の上に追加の層を形成する工程も有して差し支えなく、その追加の層は、反射防止コーティング、防眩コーティング、防指紋コーティング、防汚コーティング、色付与組成物、耐環境コーティング、または導電性コーティングを構成する。
【００２７】
先の概要および以下の詳細な説明の両方とも、様々な実施の形態を記載しており、請求項に記載された主題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ことを理解すべきである。添付図面は、その様々な実施の形態の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。それらの図面は、ここに記載された様々な実施の形態を図解しており、説明と共に、請求項に記載された主題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】
【００２８】
【図１Ａ】本開示の態様による二段階イオン交換過程により処理される抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法の説明図
【図１Ｂ】本開示の態様による一段階イオン交換過程により処理される抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法の説明図
【図２】本開示の態様による一段階および二段階イオン交換過程により処理されたＳＬＧ物品に関するＣＩＥ  １９７６の色度値（ｂ*）を示す棒グラフ
【図３】本開示の態様による一段階および二段階イオン交換過程により処理されたＳＬＧ物品における深さ（μｍ）の関数としての抗菌剤（Ａｇ2Ｏ）の濃度を示すグラフ
【図４】本開示の態様による一段階および二段階イオン交換過程により処理されたＳＬＧ物品に関する、乾式試験による抗菌効果を示す棒グラフ
【図５Ａ】本開示の態様による二段階イオン交換過程により処理される熱処理抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法の説明図
【図５Ｂ】本開示の態様による一段階イオン交換過程により処理される熱処理抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法の説明図
【図６】本開示の態様による様々な濃度のＡｇＮＯ3の一段階イオン交換過程により処理された熱処理ＳＬＧ物品に関するＣＩＥ  １９７６の色度値（ｂ*）を示す棒グラフ
【図７Ａ】熱処理および／またはイオン交換過程が施された処理済みＳＬＧ物品の表面とその下での圧縮応力プロファイルを示すグラフ
【図７Ｂ】本開示の態様による様々な濃度のＡｇＮＯ3の一段階イオン交換過程において処理された熱処理ＳＬＧ物品における深さの関数としての抗菌剤（Ａｇ2Ｏ）の濃度を示すグラフ
【図８Ａ】本開示の態様による一段階イオン交換過程により処理された熱処理ＳＬＧ物品に関する、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌についてのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示す棒グラフ
【図８Ｂ】本開示の態様による一段階イオン交換過程により処理された熱処理ＳＬＧ物品に関する、Ｅ．Ｃｏｌｉ細菌についての４℃でのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示す棒グラフ
【図９】本開示の態様による、様々な濃度のＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを有する抗菌浴を含む、一段階イオン交換過程が施された熱処理ＳＬＧ物品に関するＣＩＥ  １９７６の色度値（ｂ*）を示す棒グラフ
【図１０】本開示の態様による様々な濃度のＡｇＮＯ3の一段階イオン交換過程において処理された熱処理ＳＬＧ物品における深さの関数としての抗菌剤（Ａｇ2Ｏ）の濃度を示すグラフ
【図１１】本開示の態様による一段階イオン交換過程が施された熱処理ＳＬＧ物品に関する、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌についてのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果、およびＥ．Ｃｏｌｉ細菌についての２℃および４℃でのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示す棒グラフ
【図１２】本開示の態様による一段階イオン交換過程が施された熱処理ＳＬＧ物品に関する、１時間に亘る９８℃の温度を有する水中での浸漬後、並びにサンプルが２４時間に亘り６０℃および８５％の相対湿度の環境に暴露された後の、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌についてのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示す棒グラフ
【図１３】本開示の態様による一段階イオン交換過程が施された熱処理ＳＬＧ物品、および一段階イオン交換過程が施されなかった熱処理ＳＬＧ物品の画像
【図１４】本開示の態様による一段階イオン交換過程が施されたＳＬＧ物品に関する、乾式試験による抗菌効果を示す棒グラフ
【発明を実施するための形態】
【００２９】
ここで、いくつかの図面に亘り同様の参照番号が同様の部品を示している図を参照して、例示の実施の形態を詳しく説明する。この説明に亘り、特定の値またはパラメータを有する様々な構成部材が特定されることがある。しかしながら、これらの項目は、本開示の例示として与えられている。実際に、例示の実施の形態は、多くの匹敵するパラメータ、サイズ、範囲、および／または値が条件を満たすであろうから、様々な態様および概念を限定しない。同様に、「第１の」、「第２の」、「主」、「二次」、「上部」、「底部」、「遠位」、「近位」などの用語は、いかなる順序、量、または重要性も示さず、むしろ、ある要素を別のものから区別するために使用される。さらに、名詞は、量の限定を伴わず、むしろ、「少なくとも１つの」対象を指す。
【００３０】
苛酷な条件（すなわち、基板の加工、物品の製造および／または使用の最中の）に暴露されたときの変色に対する抵抗が改善されたまたは変色を実質的に示さない様々な抗菌ＳＬＧ物品が、その製造および使用方法と共にここに記載されている。ここでの「抗菌」という用語は、複数の種類の微生物（例えば、細菌、ウイルス、真菌など）の複数の種の成長を阻害するまたは殺傷する能力を称する。
【００３１】
ここに詳しく記載するように、変色が実質的にないことは、苛酷な条件への暴露前の光透過率に対して約３パーセント以下のガラス物品の光透過率の変化、苛酷な条件への暴露前のヘイズに対して約５パーセント以下のガラス物品のヘイズの変化、および／またはそれぞれ、約±０．２、±０．１、および±０．１以下のＳＬＧ物品のＣＩＥ  １９７６色座標Ｌ*、ａ*、およびｂ*の変化を含み得る。変色が実質的にないことは、抗菌ＳＬＧ物品の特定の実施に関して０＜ｂ*＜２（またはｂ*≦１．８、≦１．５、≦１、≦０．８、≦０．６、≦０．５、≦０．４、≦０．２、または≦０．１）であるような、ＣＩＥ  １９７６色座標ｂ*も含み得る。いくつかの態様において、変色が実質的にないことは、可視スペクトル（約３８０から７８０ｎｍ）に亘る９０％以上の透過率を含み得る。他の場合には、変色が実質的にないことは、約４５０〜５５０ナノメートルの波長での低吸光度（例えば、約０．０１以下）を含むことがある。
【００３２】
一般に、ここに記載された改善されたＳＬＧ物品および方法は、ソーダ石灰ガラス組成物から作られたガラス基板の使用を含む。一般に、ＳＬＧ組成物は、相当な濃度の非架橋酸素（ＮＢＯ）を有する。ここに用いたように、「非架橋酸素」という用語は、ただ１つの他の原子に共有結合し、それゆえ、近隣の正電荷を持つイオンにより相殺できる負電荷を担持する、ガラス内の酸素原子を指すことが意図されている。これは、２つの他の原子と共有結合した、ガラス内の酸素原子（そのような酸素原子は、「架橋酸素」と称される）とは対照的である。本開示の目的について、所定のガラス組成物中のＮＢＯの濃度は、酸化アルミニウムのモルパーセント（モル％）で表された濃度から、全てのアルカリ金属酸化物のモル％で表された濃度の合計を引くことにより、決定できる。すなわち、ＮＢＯ（モル％）＝Ａｌ2Ｏ3（モル％）−（Σアルカリ金属酸化物（モル％））。
【００３３】
ここに用いたように、「苛酷な条件」という用語は、以下に限られないが、約２００℃以上の温度、約８０パーセント以上の相対湿度レベル、還元環境、酸化環境、またはそれらの組合せを含む、寿命、使用および適用環境の最中にＳＬＧ物品および基板が経験する条件に関する。例えば、苛酷な条件は、表面上に堆積されたいずれの随意的な追加の層の形成中にも生じ得、その例としては、高温でのガラス基板の表面上の防指紋および／または防汚コーティングの重合中、ガラス基板を別の装置に接着させるために使用される接着剤の直接結合中、ガラス基板の表面上の透明電極のスパッタリング中、ガラス基板の表面上のインク層またはフリット層の熱硬化中、ガラス基板の表面のプラズマ洗浄中、ガラス基板の表面の化学エッチング中、ガラス基板の表面の焼き鈍し中、ガラス基板の表面の化学洗浄中、またはそれらの組合せが挙げられる。「苛酷な条件」は、抗菌ＳＬＧ物品および基板の製造に関連する様々な過程も含み得る。例えば、ＳＬＧ基板に抗菌性を与えるために使用される過程により、基板が変色し得る。Ａｇ+イオンがＳＬＧ基板中にイオン交換により入って、抗菌剤含有層を形成するときに、そのＡｇ+イオンは基板の「スズ側」に存在するＳｎ2+と反応して、Ａｇ結晶として析出し得る。次いで、これらのＡｇ結晶は、表面プラズモン共鳴効果により基板中の変色を生じ得る。
【００３４】
非フロート法と共に、スロットドロー法およびフロート法を含む、多くの方法にしたがって、改善されたＳＬＧ物品のガラス基板を製造することができる。フロート法を使用する場合、基板の主面の一方は、大抵、溶融スズなどの溶融金属浴と接触する。その結果、ガラス基板のこの面は、かなりの濃度のスズイオン（例えば、「スズ側」のＳｎ2+イオン）を有する。スズの浸透深さは、ガラス基板の特定の組成およびその基板を製造するために使用したフロート法のパラメータに応じて、１２〜３０μｍ程度であり得る。「スズ側」と反対の基板の他の面は、一般に、空気に露出されている（以後、「空気側」と定義される）。ＳＬＧ基板の「スズ側」では、例示の組成は、６９〜７５質量％のＳｉＯ2、０〜１．５質量％のＡｌ2Ｏ3、８〜１２質量％のＣａＯ、０〜０．１質量％のＣｌ、０〜５００ｐｐｍのＦｅ、０〜５００ｐｐｍのＫ、０．０〜４．５質量％のＭｇＯ、１２〜１５質量％のＮａ2Ｏ、０〜０．５質量％のＳＯ3、０〜０．５質量％のＳｎＯ2、０〜０．１質量％のＳｒＯ、０〜０．１質量％のＴｉＯ2、０〜０．１質量％のＺｎＯ、および０〜０．１質量％のＺｒＯ2である。ＳＬＧ基板の「空気側」では、例示の組成は、７３．１６質量％のＳｉＯ2、０．０７６質量％のＡｌ2Ｏ3、９．９１質量％のＣａＯ、０．０１４質量％のＣｌ、０．１質量％のＦｅ2Ｏ3、０．０２９質量％のＫ2Ｏ、２．７９２質量％のＭｇＯ、１３．０５４質量％のＮａ2Ｏ、０．１７４質量％のＳＯ3、０．００１質量％のＳｎＯ2、０．０１質量％のＳｒＯ、０．０１質量％のＴｉＯ2、０．００２質量％のＺｎＯ、および０．００５質量％のＺｒＯ2である。
【００３５】
ここに記載された改善された抗菌ＳＬＧ物品は、概して、厚さｔを有するガラス基板；そのガラス基板の表面から内側に第１の深さまで延在する圧縮応力層または領域；およびそのガラス基板の表面から内側に、この圧縮応力層または領域の厚さよりも小さい第２の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層または領域を備えており、全ての層および領域は、このＳＬＧ物品が、苛酷な条件に暴露されたときに変色を実質的に経験しないように構成されている。第１の深さは、約０．１５＊ｔ以上であることがある。いくつかの態様において、ＳＬＧ基板の厚さは約７ｍｍまで（例えば、３．６ｍｍ、６ｍｍ、および他の厚さ）である。本明細書を通じて、「圧縮応力層」という用語は、圧縮応力の層または領域を称するために使用するものとし、「抗菌剤含有領域（または層）」という用語は、抗菌剤種（例えば、Ａｇ+イオン）を含有する層または領域を称するために使用するものとする。この用法は、便宜上のためだけであり、決して用語「領域」または「層」の間の区別を与えることを意図していない。
【００３６】
前記ＳＬＧ基板は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、基板は、平らまたは平面であっても、湾曲されておよび／または鋭く曲げられていても差し支えない。同様に、基板は、単一物体であっても、多層構造体または積層体であっても差し支えない。
【００３７】
その組成または物理的形状にかかわらず、前記ＳＬＧ基板は、ガラス基板の主面から内側にその中の特定の深さまで延在する、圧縮応力下にある層または領域を備えることがある。厚さｔを有するＳＬＧ基板のいくつかの態様において、圧縮応力層の厚さまたは第１の深さは、約０．１５＊ｔ以上に設定される。この圧縮応力層は、１つ以上の強化過程（例えば、熱的焼き入れを含む熱処理、イオン交換を含む化学処理、または同様の過程）により形成できる。圧縮応力（ＣＳ）の量および圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、ＣＳおよびＤＯＬが、圧縮応力層の結果としてガラス内に生じる引張応力がガラス物品を壊れやすくするほど過剰にならないように制限されるべきであるという条件で、ＳＬＧ物品に特定の使用に基づいて、変えることができる。
【００３８】
その上、前記ＳＬＧ基板は、ガラス基板の表面（主面を含んでよい）から内側にその中の特定の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層または領域を備える。この抗菌剤含有層または領域の深さは、ここで、第２の深さと称される。抗菌剤含有領域は、いくつかの態様によるＳＬＧ物品に抗菌挙動を与えるのに効果的な量で陽イオンの一価銀イオン（Ａｇ+）を含むことができる。一般に、抗菌剤含有領域は、圧縮応力層のように、ガラス基板の表面から内側に延在する。いくつかの態様において、抗菌剤含有領域の厚さ（または第２の深さ）は、ＳＬＧ基板内の圧縮応力層の厚さ（または第１の深さ）より小さい。それゆえ、抗菌剤含有領域は、圧縮応力層と少なくとも部分的に重複し得る。抗菌剤含有領域の深さは、一般に、ガラス物品内の目に見える着色を避けるように制限されるが、ＳＬＧ基板内の陽イオンの銀の抗菌効果を低下させるようには制限されない。
【００３９】
ある場合には、ＳＬＧ物品は、表面（主面を含んでよい）からＳＬＧ基板内の第３の深さまで延在することがある第２の圧縮応力層を備えることがある。この第３の深さは、（圧縮応力層の）第１の深さより小さい、（抗菌剤含有領域の）第２の深さより小さい、または第１の深さと第２の深さの両方より小さいことがある。この第２の圧縮応力層は、ＳＬＧ物品の平均表面圧縮応力を増加させる（例えば、約５０メガパスカル以上、約１００メガパスカル以上、または約２００メガパスカル以上）。ある場合には、第２の圧縮応力層は、抗菌剤含有層と同時に、または抗菌剤含有層とは別に（すなわち、抗菌剤含有層の形成前または後）、形成してもよい。
【００４０】
１つ以上の実施の形態において、ＳＬＧ物品は、約１００メガパスカル以上、約１２０メガパスカル以上、約２００メガパスカル以上、または約３００メガパスカル以上の平均表面圧縮応力を有することがある。いくつかの実施の形態において、その平均表面圧縮応力は、約１００メガパスカルから約３００メガパスカル、約１００メガパスカルから約２００メガパスカル、または約１００メガパスカルから約１２０メガパスカルの範囲にあることがある。上述したように、圧縮応力層の深さ（または層の深さ）は、基板の厚さの約０．１５倍以上であることがある。ある場合には、層の深さは、約２５マイクロメートルから約１００マイクロメートルの範囲にあることがある。ある場合には、層の深さは、約１００マイクロメートル以上であることがある。
【００４１】
前記ＳＬＧ物品は、約１質量パーセント以上の表面濃度の抗菌剤を有することがある。ある場合には、表面での抗菌剤の濃度は、約４０質量パーセントまで（例えば、約１質量パーセントから約４０質量パーセント、約２質量パーセントから約４０質量パーセント、約３質量パーセントから約４０質量パーセント、または約５質量パーセントから約４０質量パーセント）であることがある。ある場合には、表面での抗菌剤の濃度は、約１質量パーセントから約２５質量パーセント、約１質量パーセントから約２０質量パーセント、約１質量パーセントから約１５質量パーセント、約５質量パーセントから約２５質量パーセント、約５質量パーセントから約２０質量パーセント、約１０質量パーセントから約３０質量パーセント、約１５質量パーセントから約２５質量パーセント、または約６質量パーセントから約２７質量パーセントの範囲にある。
【００４２】
抗菌剤含有領域の第２の深さまたは厚さは、約１００マイクロメートル未満、約１５マイクロメートル未満、約１０マイクロメートル未満、約５マイクロメートル未満、または約２マイクロメートル未満である。ある場合には、抗菌剤含有領域の第２の深さまたは厚さは、約５マイクロメートルから約１５マイクロメートルの範囲にあることがある。抗菌剤の濃度は、特定の深さ内で、カリウム、ナトリウムまたはその組合せなどの、その特定の深さ内のアルカリ成分の濃度に関して、特徴付けられることがある。いくつかの実施の形態において、ＳＬＧ物品は、前記表面（主面であってよい）から約２マイクロメートルまたは約５マイクロメートルの基板の厚さ内に、ある合計量のカリウム、ナトリウムおよび抗菌剤を含むことがあり、カリウムの濃度は、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の合計量の約７５％未満であってよい。他の場合には、抗菌剤は、特定の厚さ内の、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の合計量の約０．５％以上を占める。他の実施の形態において、カリウム濃度は、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の合計量の約７５％以上を占めることがある。そのような場合、抗菌剤は、その厚さ内の、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の合計量の約０．５％以上を占めることがある。
【００４３】
ここに記載された抗菌ＳＬＧ物品は、改善された強度を示すことがある。いくつかの実施の形態において、その改善された強度は、リング・オン・リング（「ＲＯＲ」）試験により測定して、改善された平均曲げ強度に関する。いくつかの実施の形態において、抗菌ＳＬＧ物品は、約５００ｋｇｆ（約４９００Ｎ）以上、約６００ｋｇｆ（約５８８０Ｎ）以上、または約７００ｋｇｆ（約６８６０Ｎ）以上の平均曲げ強度を示す。このＲＯＲ試験は、一般に、ここに引用する米国特許出願公開第２０１３／００４５３７５号明細書の段落［００２７］に概要が述べられているように、試験装置および試験条件にいくつか変更を加えた、Ｍｏｎｏｔｏｎｉｃ  Ｅｑｕｉｂｉａｘｉａｌ  Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  Ａｄｆａｎｃｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｔ  Ａｍｂｉｅｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓに関するＡＳＴＭ  Ｃ−１４９９−０３標準試験法にしがって行った。特に明記のない限り、ＲＯＲ試験の前に、物品は研磨しなかった。
【００４４】
ここで検討されるＳＬＧ物品の平均厚さには、特定の制限はない。しかしながら、多くの例示の用途において、平均厚さは、約１５ミリメートル（ｍｍ）以下である。抗菌ＳＬＧ物品を、質量、費用、および強度の特徴（例えば、電子機器などにおける）のために厚さを最適化することが望ましいことがある用途に使用すべき場合、さらに薄い基板（例えば、約５ｍｍ以下）を使用することができる。一例として、抗菌ガラス物品を、建築用途において働かせることを目的とする場合、その基板の平均厚さは、約７ｍｍ以下（例えば、３．６ｍｍ、６ｍｍなど）であり得る。
【００４５】
平均表面圧縮応力および圧縮応力層の深さまたは厚さに対する究極限界が、ガラス物品を壊れやすくすることを避けることであるのに対し、圧縮応力層の平均深さは、一般に、ガラス基板の厚さの約三分の一未満であることがある。しかしながら、ほとんどの用途において、圧縮応力層の平均深さは、約２５μｍ以上かつ約１００μｍ以下であろう。同様に、平均表面ＣＳは、約１００メガパスカル（ＭＰａ）と約１．２ギガパスカル（ＧＰａ）の間であろう。ほとんどの用途において、平均表面ＣＳは、４００ＭＰａ超かつ約６００ＭＰａ未満であろう。特定の態様において、ＳＬＧ物品は、熱処理されたガラス基板を使用しており、１００マイクロメートルを超える圧縮応力層を有し得る。
【００４６】
上述したように、前記ＳＬＧ物品の抗菌剤含有領域の厚さは、ガラス物品における目に見える着色を避けるように、またＳＬＧ基板内の陽イオンの銀の抗菌効果を最大にするように、制限されるべきである。圧縮応力層の厚さのように、抗菌剤含有領域の平均厚さまたは深さは、一般に、ガラス基板の厚さの約三分の一未満である。特定の実施において、抗菌剤含有領域の深さは、圧縮応力層の深さより小さいことがある。しかしながら、正確な厚さは、抗菌剤含有領域がどのように形成されるかに応じて様々である。
【００４７】
一般に、抗菌ＳＬＧ物品の光透過率は、選択される材料に種類に依存する。例えば、どのような顔料も添加されていないガラス基板を使用する場合、および／またはいずれの随意的な追加の層も十分に薄い場合、その物品は、少なくとも約８５％の、全可視スペクトル（すなわち、約３８０ｎｍから約７８０ｎｍ）に亘る透明度を有し得る。例えば、抗菌ガラス物品が、電子機器のタッチ画面の構造に使用される特定の場合、抗菌ＳＬＧ物品の透明度は、可視スペクトルに亘り少なくとも約９０％であり得る。ガラス基板が顔料を含む（または材料成分の理由で無色ではない）および／またはいずれかの随意的な追加の層が十分に厚い状況において、透明度は、可視スペクトルに亘り不透明である点までさえ、減少し得る。このように、抗菌ガラス物品自体の光透過率について、特定の制限はない。
【００４８】
透過率のように、抗菌ＳＬＧ物品のヘイズを、特定の用途に合わせて調整することができる。ここに用いたように、「ヘイズ」および「透過ヘイズ」という用語は、その内容が、下記に完全に述べられているかのようにここに全て引用される、ＡＳＴＭ手順Ｄ１００３にしたがって、±４．０°の円錐の外側に散乱する透過光の百分率を称する。光学的に滑らかな表面について、透過ヘイズは概してゼロに近い。抗菌ガラス物品が、電子機器のタッチ画面の構造に使用される状況において、その物品のヘイズは、約５％以下であり得る。
【００４９】
用途または使用にかかわらず、ここに記載された抗菌ＳＬＧ物品は、既存の抗菌ガラス物品と比べて改善された、苛酷な条件（ここに記載されたような）に対する変色抵抗を提供する。変色抵抗は、定性的、かつ潜在的に主観的な特徴のように思えるが、変色抵抗の定量化できる表示が数多くあり、その例をここで説明する。
【００５０】
この変色に対する改善された抵抗の定量化できる表示の１つは、時間の経過で観察される光透過率の変化で分かる。この変化は、抗菌剤含有領域の形成後であるが、ＳＬＧ物品がいずれかの苛酷な条件に暴露される前、およびそのガラス物品が苛酷な条件に暴露された後に測定することができる。一般に、ここに記載されたＳＬＧ物品の光透過率は、苛酷な条件への暴露の前後の両方で実質的に同程度であり得る。特定の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたガラス物品の透過率の変化は、約±３％であり得る。他の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたガラス物品の透過率の変化は、約±０．５％であり得る。
【００５１】
変色に対する改善された抵抗の別の定量化できる表示は、時間の経過によるＳＬＧ物品中の（陽イオンの銀種からの）金属銀ナノ粒子の形成に関連するプラズモン共鳴に相当する、約４３０ｎｍでの吸光度の変化である。この変化は、抗菌剤含有領域の形成後であるが、ガラス物品がいずれかの苛酷な条件に暴露される前、およびそのガラス物品が苛酷な条件に暴露された後に測定することができる。一般に、ここに記載されたガラス物品の約４３０ｎｍでの吸光度は、苛酷な条件への暴露の前後の両方で実質的に同程度であり得る。特定の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたガラス物品の約４３０ｎｍでの吸光度の変化は、約±２５％であり得る。他の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたＳＬＧ物品の約４３０ｎｍでの吸光度の変化は、±１０％に制限できる。
【００５２】
変色に対する改善された抵抗のさらに別の定量化できる表示は、時間の経過で観察されるヘイズの変化である。この変化は、抗菌剤含有領域の形成後であるが、ＳＬＧ物品がいずれかの苛酷な条件に暴露される前、およびそのガラス物品が苛酷な条件に暴露された後に測定することができる。一般に、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたガラス物品の全ヘイズは、製造されたままのガラス物品のヘイズと実質的に同程度であり得る。特定の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたＳＬＧ物品のヘイズの変化は、約±５％であり得る。他の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたガラス物品のヘイズの変化は、約±２％であり得る。
【００５３】
変色に対する改善された抵抗のまた別の定量化できる表示は、時間の経過で観察される、ＣＩＥ  １９７６色空間座標（透過または反射）の変化である。この変化は、抗菌剤含有領域の形成後であるが、ＳＬＧ物品１０、１０ｈがいずれかの苛酷な条件に暴露される前、およびそのガラス物品が苛酷な条件に暴露された後に測定することができる。一般に、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたガラス物品の個々の座標（すなわち、Ｌ*、ａ*、およびｂ*）は、製造されたままのガラス物品の個々の座標と実質的に同程度であり得る。特定の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたＳＬＧ物品のＬ*、ａ*、およびｂ*座標の変化は、それぞれ、約±０．２、±０．１、および±０．１であり得る。他の実施において、苛酷な条件への暴露後の、ここに記載されたＳＬＧ物品のＬ*、ａ*、およびｂ*座標の変化は、それぞれ、約±０．１、±０．０５、および±０．０５であり得る。変色に対する抵抗は、ＳＬＧ物品は、透過および／または反射において約（０、０）である、または座標（０、０）に対する色ずれが小さい、ＣＩＥ  １９７６色空間座標を示すという点で、絶対項で記載されることもある。色ずれは、色：√（（ａ*）2＋（ｂ*）2）により決定した。さらに別の実施において、抗菌ＳＬＧ物品は、０＜ｂ*＜２（または１．５、１、０．５または０．１）となるようなＣＩＥ  １９７６色座標ｂ*を示すことができる。
【００５４】
ここに記載された抗菌ＳＬＧ物品１０、１０ｈの抗菌活性および抗菌効果は、極めて高くあり得る。抗菌活性および抗菌効果は、その内容が、下記に完全に述べられているかのようにここに全て引用される、「抗菌加工製品−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）にしたがって測定できる。この試験の「湿式」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、ここに記載された抗菌ガラス物品は、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．Ｃｏｌｉ、およびＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａの細菌の１つ以上の濃度の対数値で少なくとも５の減少（または９９．９９９％の殺傷率）を示すことができる。特定の実施において、ここに記載された抗菌ＳＬＧ物品は、これらの試験条件下で暴露されたいずれかの細菌の濃度の対数値で少なくとも７の減少を示すことができる。
【００５５】
ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１の湿式試験条件が、ここに記載された抗菌ＳＬＧ物品の実際の使用条件を反映していない状況（例えば、ＳＬＧ物品が電子機器などに使用される場合）において、抗菌活性および抗菌効果は、「より乾燥した」条件を使用して測定することができる。例えば、ガラス物品は、約２４時間に亘り、約２３℃と約３７℃の間および約３８％から約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することができ、ここで、各サンプルは、そこに施された特定の接種組成物および体積を有し、既知の表面積上の均一な広がりを確実にするために、接種されたサンプルに無菌カバースリップが施される。覆れれたサンプルは、上述した条件下で接種され、約６から約２４時間に亘り乾燥させ、緩衝溶液で濯ぎ、寒天プレート上で培養することにより計数することができ、その最後の二段階は、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験に使用される手順と似ている。この試験を使用すると、ここに記載された抗菌ガラス物品は、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．Ｃｏｌｉ、およびＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａの細菌の１つ以上の濃度の対数値で少なくとも３の減少（または９９．９％の殺傷率）を示すことができる。
【００５６】
ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１および／または改定ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験の湿式試験条件が、ここに記載された抗菌ＳＬＧ物品１０、１０ｈの実際の使用条件を反映していない状況（例えば、ガラス物品が電子機器などに使用される場合）において、抗菌活性および抗菌効果は、乾式試験条件を使用して測定することもできる。この乾式試験条件は、Ｃｕ含有表面の抗菌効果を評価するためのＵ．Ｓ．ＥＰＡ試験プロトコルに基づいてモデル化されている。ここに記載されたこれらの条件は、「乾式試験」または「改定ＥＰＡ試験」条件と集合的にここに称される。抗菌ＳＬＧ物品は、米国仮特許出願第６１／９０８４０１号明細書に記載され、下記に完全に述べられているかのようにここに全て引用される、乾式試験下で試験した場合、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．Ｃｏｌｉ、およびＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａの細菌の１つ以上の濃度の対数値で少なくとも２の減少（または９９％の殺傷率）を示すことがある。
【００５７】
特定の実施において、抗菌ＳＬＧ物品は、ガラス基板の表面に配置された追加の層を備えることができる。随意的な追加の層は、抗菌ガラス物品に追加の特徴（例えば、反射抵抗または反射防止、眩光抵抗または防眩性、指紋抵抗または防指紋性、汚れ抵抗または防汚性、色、不透明性、耐環境保護、電子機能など）を与えるために使用できる。いくつかの実施の形態において、追加の層は、主面を含んでよい表面上に配置された装飾層、もしくは高分子材料、インクまたはフリットの層を含んでもよい。１つ以上の実施の形態において、追加の層は、抗菌剤含有領域、圧縮応力層または抗菌剤含有領域と圧縮応力層の両方の形成前に存在する。ここに記載された方法のいくつかの実施の形態は、主面上に配置された追加の層により、またはその追加の層を備えた状態で、追加の層を変えずに（機械的、電気的および／または光学的性質に関して）、またはＳＬＧ物品を実質的に変色させずに、抗菌剤含有領域、圧縮応力層または抗菌剤含有領域と圧縮応力層の両方の形成を可能にする。随意的な追加の層を形成するために使用できる材料は、概して、本開示の関連する技術分野の当業者に公知である。
【００５８】
上述した物品を製造する方法は、概して、厚さｔを有するＳＬＧ基板であって、そのガラス基板の表面から内側に第１の深さまで延在する圧縮応力層を有するＳＬＧ基板を提供する工程、および製造されたままのガラス物品が、苛酷な条件に暴露されたときにほとんどから全く変色を経験しないように、ガラス基板の表面から内側に第２の深さまで延在する抗菌剤含有領域を形成する工程を有してなる。いくつかの実施の形態において、この方法は、ＳＬＧ基板内に、第１の深さまで延在する圧縮応力層を形成する工程を有する。この圧縮応力層の第１の深さは、約０．１５＊ｔ以上であることがある。さらに、抗菌剤含有領域の第２の深さは、圧縮応力層の第１の深さより小さいことがある。１つ以上の実施の形態において、この方法は、ここに記載されるように、ＳＬＧ基板の表面から第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層を形成する工程を有することがある。第２の圧縮応力層を形成する工程は、ＳＬＧ基板の平均表面圧縮応力を増加させる工程と記載してもよい。
【００５９】
随意的な追加の層を実装する実施の形態において、前記方法は、概して、基板の表面の少なくとも一部の上に追加の層を形成する追加の工程を有する。
【００６０】
ＳＬＧ基板および随意的な追加の層に使用される材料の選択は、最終的なガラス物品に望まれる特定の用途に基づいて行うことができる。しかしながら、一般に、特定の材料は、上述したものから選択される。
【００６１】
ＳＬＧ基板の提供は、製造されたままのガラス物体の選択を含んで差し支えない、または製造されたままのガラス物体に、その後の工程のいずれの準備の処理を行う工程を伴っても差し支えない。そのような処理の例としては、物理または化学洗浄、物理または化学エッチング、物理または化学研磨、他の材料表面の材料除去過程、焼き鈍し、焼き入れ、および造形が挙げられ、これらの処理の様々な組合せおよび順序も含まれる。
【００６２】
ＳＬＧ基板が一旦選択および／または調製されたら、その中に、圧縮応力層および／または抗菌剤含有領域を形成して差し支えない。すなわち、圧縮応力層は、抗菌剤含有領域の前、または同時に形成することができる。
【００６３】
圧縮応力層の形成は様々な様式で行うことができ、その内で、熱(heat or thermal)処理（熱的焼き入れを含む）および化学処理（イオン交換など）が最も一般的である。同様に、抗菌剤含有領域は様々な様式で形成することができ、その内で、銀含有媒質（例えば、ペースト、分散体、溶融塩のイオン交換浴など）からの陽イオンの銀の化学拡散（必要に応じて、ガラスから出る別の陽イオンの交換を伴って差し支えない）が最も一般的である。
【００６４】
１つの例示の実施において、第１の深さまで延在する圧縮応力層は、熱処理または化学処理により形成され、これは、抗菌剤含有領域の形成前に行って差し支えない。この方法が、第２の圧縮応力層を形成する工程を有する場合、そのような第２の圧縮応力層は、抗菌剤含有領域の形成前、後、または同時に形成してよい。
【００６５】
１つの例示の実施において、前記方法は、抗菌剤含有領域を形成する前に圧縮応力層（または第２の圧縮応力層）を形成する工程を有し、ＫＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＬｉＮＯ3またはその組合せを含む溶融浴中にＳＬＧ基板を浸漬させて、イオン交換により圧縮応力を与え、その後、ＡｇＮＯ3含有溶融塩浴（例えば、ＡｇＮＯ3を含有し、残りが、ＫＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＬｉＮＯ3またはその組合せである溶融塩浴）またはＡｇＮＯ3を含有する水溶液に強化ガラスを浸漬して、Ａｇ+をガラス中にイオン交換する第２の工程を伴う（すなわち、「二段階イオン交換過程」）。この第２の浴は、約１５０℃から約４５０℃の範囲の温度を有してよく、約１質量％から約１００質量％のＡｇＮＯ3を含み、残りがＫＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＬｉＮＯ3またはその組合せであってよい。
【００６６】
別の例示の実施において、前記方法は、抗菌剤含有領域を形成する前に、ＳＬＧ基板を熱処理して、圧縮応力層を生成する工程を有する。抗菌剤含有領域を形成するために、下記に記載される二段階イオン交換過程および一段階イオン交換過程に使用されるのと同じ浴を使用してもよい。
【００６７】
方法の別の例示の実施は、圧縮応力層（または第２の圧縮応力層）および抗菌剤含有領域を同時に形成する工程を有し、ＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＬｉＮＯ3またはその組合せとを含む溶融塩浴中にガラスを浸漬して、Ｋ+および／またはＮａ+並びにＡｇ+をＳＬＧ中に一緒にイオン交換する工程を伴う（すなわち、「一段階イオン交換過程」）。
【００６８】
前記方法の別の例示の実施は、ＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを含む溶融浴中にＳＬＧ基板を浸漬して、一段階イオン交換過程において、同時に、イオン交換により圧縮応力を与え、Ａｇ+をガラス中にイオン交換することにより、抗菌剤含有領域を形成する工程を有する。この共晶塩混合物は、ＫＮＯ3、ＮａＮＯ3、およびＬｉＮＯ3の組合せを含んでもよい。別の例示の実施において、この方法は、水溶液を使用して抗菌剤含有領域を形成する工程を有する。そのような実施の形態において、ＳＬＧ基板は、熱処理、化学処理またはその組合せにより形成された圧縮応力層を備えてもよい。この方法は、ＳＬＧ基板（１つ以上の圧縮応力層を備えることがある）を、ＡｇＮＯ3を含有する水溶液中に浸漬する工程を有する。
【００６９】
図１Ａを参照すると、抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法１００ａが提供されている。方法１００ａにおいて、主面１２および複数のイオン交換可能な金属イオンを有する、ＳＬＧ物品１０が使用される。例示の実施の形態において、ガラス物品１０は、イオン交換可能な金属イオンを有するソーダ石灰ガラス組成物から作ることができる。その金属イオンは、他の金属イオンを含有する浴にガラス物品１０および主面１２を暴露すると、ガラス物品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。その浴は、ここに記載されたような、溶融塩、共晶塩混合物を有する溶融塩、または水溶液を含んでよい。１つ以上の実施の形態において、ガラス物品１０、具体的には主面１２中の複数の第１の金属イオンが、複数の第２の金属イオン（複数の第１の金属イオンよりイオン半径が大きい）と交換され、よって、ガラス物品１０のある領域が複数の第２の金属イオンを含む、このイオン交換過程により圧縮応力が生じる。より大きい第２の金属イオンがこの領域中に存在するので、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、第２のアルカリ金属イオンのイオン半径が、第１のアルカリ金属イオンのイオン半径よりも大きいという条件で、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。
【００７０】
方法１００ａに使用されるＳＬＧ物品１０は、ガラス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、ガラス物品１０は、基板として作られた場合、平らまたは平面であっても、湾曲されておよび／または鋭く曲げられていても差し支えない。同様に、ガラス物品１０は、単一物体であっても、多層構造体または積層体であっても差し支えない。
【００７１】
ＳＬＧ物品１０は、１つ以上の主面１２上に配置された、機能層などの層と組み合わされてもよい。例えば、その層としては、反射防止コーティング、防眩コーティング、防指紋コーティング、防汚コーティング、色付与組成物、耐環境コーティング、装飾コーティング、または導電性コーティングが挙げられる。
【００７２】
図１Ａを再び参照すると、抗菌ガラス物品を製造する方法１００ａは、主面１２の一部を除去して、エッチングされた主面１２ａを形成する随意的な工程１１０をさらに有しても差し支えない。工程１１０において、ＳＬＧ物品１０は、主面１２の一部をエッチングするために、所定の時間に亘りエッチング温度に設定されたエッチング浴１５中に浸される。特定の実施において、エッチング浴１５は１．５ＭのＨＦ／０．９ＭのＨ2ＳＯ4を含むことができ、エッチングは、主面１２から、約２μｍから約２０μｍの材料を除去するために、約４から約４０分間に亘り行うことができる。別の実施において、エッチング浴１５は２０％のＨＦおよび１０％のＨＮＯ3を含むことができ、エッチングは、主面１２から約３０μｍの材料を除去するために、約１０分間に亘り行うことができる。ＳＬＧ物品１０から主面１２の一部をエッチングすることにより、高濃度の金属イオン（例えば、Ｓｎ2+イオン）を含有する物品の部分を除去し、それゆえ、ＳＬＧ物品１０の基礎ソーダ石灰ガラス組成物とより一致する組成を有する、エッチングされた主面１２ａを露出することができる。このように、これらの金属イオンは、その後の処理工程においてその物品に含まれる抗菌剤（例えば、Ａｇ+イオン）との反応に利用できなくなり、最終的な製造されたままのＳＬＧ物品１０における変色の傾向が低下する。
【００７３】
方法１００ａのいくつかの実施の形態において、除去工程１１０は、材料が、ＳＬＧ物品１０から、主面１２より約２μｍから約３０μｍの除去深さ（ＤＯＲ）まで除去されるように制御される。ＤＯＲは、約２μｍと約２０μｍの間に設定することもでき、ＤＯＲが２０μｍにより近いことが好ましい。方法１００ａの他の実施において、除去工程１１０は、材料が、ＳＬＧ物品１０から、約２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、１５μｍ、１６μｍ、１７μｍ、１８μｍ、１９μｍ、または２０μｍのＤＯＲまで除去されるように制御される。
【００７４】
方法１００ａの除去工程１１０に、以下に限られないが、接触研磨、研削、酸エッチング、およびこれらの過程の組合せを含む様々な過程を使用することができる。光学的透明度に影響を与えずに、ガラスの表面と中の傷を除去するように適応されるという条件で、他の材料除去過程を用いてもよいことが当業者に理解されるであろう。除去工程１１０は、随意的であるか、または方法１００ａのいくつかの実施、および記載される方法１００ｂ、１００ｃおよび１００ｄのいくつかの実施に用いられないことを理解すべきである。
【００７５】
いくつかの実施の形態において、方法１００ａの除去工程１１０は、ＳＬＧ物品１０の製造より前から存在する、および／または圧縮応力層または領域および抗菌剤含有層または領域の形成の前の取扱いおよび他の加工に関連する、表面と中の傷を除去する。したがって、除去工程１１０は、例えば、工程１２０における圧縮応力層２４の形成（図１Ａ参照）またさらには、ＳＬＧ物品を製造するために使用される熱処理工程４０、６０（すなわち、図５Ａおよび５Ｂに示されている方法１００ｃおよび１００ｄに用いられるような）から得られる強度の向上の他に、ＳＬＧ物品１０の全体的な強度を向上させる役割を果たすことができる。
【００７６】
再び図１Ａを参照すると、抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法１００ａは、第１の浴２０を使用する。図示された実施の形態における第１の浴２０は、複数のイオン交換性金属イオンを含有する。いくつかの実施の形態において、例えば、浴２０は、ＳＬＧ物品１０中に含まれる、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に含まれるこれらのイオン交換性イオンは、ガラス物品１０が浴２０内に浸されたときに、その物品１０中のイオン交換可能なイオンと優先的に交換される。いくつかの実施の形態において、第１の浴２０は、当業者が理解するような添加剤を含み、１００％に近い濃度で、またはガラス物品１０の加工中にＫＮＯ3が溶融状態のままでいることを確実にする温度に十分に加熱されて、１００％の濃度で、溶融ＫＮＯ3浴から作られる。いくつかの態様において、１００％のＫＮＯ3からなる第１の浴２０は、約４３０℃に設定される。第１の浴２０は、ＫＮＯ3と、ＮａＮＯ3およびＬｉＮＯ3の一方または両方との組合せを含んでもよい。
【００７７】
さらに図１Ａを参照すると、抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法１００ａは、ガラス物品１０を第１の浴２０中に浸す工程１２０を有する。第１の浴２０中に浸した際に、ＳＬＧ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）の一部は、第１の浴２０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、ガラス物品１０の組成および／またはガラス物品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。いくつかの実施において、ＳＬＧ物品１０は、工程１２０において、約７時間に亘り４３０℃で、１００％のＫＮＯ3からなる浴２０内に浸される。
【００７８】
浸漬工程１２０が終わった後、ＳＬＧ物品１０のエッチングされた主面１２ａ上に残留する第１の浴２０からの材料を除去するために、洗浄工程を行っても差し支えない。洗浄工程に、例えば、脱イオン水を使用して、ＳＬＧ物品１０の表面上の、第１の浴２０からの材料を除去することができる。媒質が、第１の浴２０からの材料および／またはガラス物品１０のガラス組成物とのどのような反応も避けるように選択されるという条件で、ガラス物品１０の表面を洗浄するために、他の媒質も使用してよい。
【００７９】
元々ガラス物品１０中にあるイオン交換可能なイオンを犠牲にして、第１の浴２０からのイオン交換性イオンがＳＬＧ物品１０中に分布されるので、ガラス物品１０中に圧縮応力層２４が形成される。圧縮応力層２４（「ＣＳ層２４」と称されることもある）は、エッチングされた主面１２ａからＳＬＧ物品１０中の第１のＣＳ層の深さ２２まで延在する。一般に、浸漬工程１２０およびいずれかのその後の洗浄工程の後に、強化浴２０からのかなりの濃度のイオン交換性イオン（例えば、Ｋ+イオン）が、第１のＣＳ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、ＳＬＧ物品１０内の第１のＣＳ層２４中の圧縮応力レベルが増加する。その上、第１のＣＳ層２４および第１の深さ２２に関連する圧縮応力の量の各々は、ＳＬＧ物品１０の目的とする使用法に基づいて、変えることができる（例えば、浸漬工程１２０の条件に基づいて）。いくつかの実施の形態において、圧縮応力層２４中の表面ＣＳは、ＣＳ層２４の結果としてガラス物品１０内に生じた引張応力が、ガラス物品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おいて、ＣＳ層２４中の平均表面ＣＳは、約２００ＭＰａ以上であることがある。例えば、層２４中の平均表面ＣＳレベルは、約３００ＭＰａ、約４００ＭＰａまでであろう。いくつかの実施において、ＳＬＧ物品１０のＣＳ層２４内の平均表面ＣＳレベルは、約２００から６００ＭＰａに及び得る。イオン交換性イオンおよびそれゆえの層２４の第１の深さ２２は、層の深さ（ＤＯＬ）としばしば称され、約１５マイクロメートルから約５０マイクロメートル、約１５マイクロメートルから約５０マイクロメートル、約２０マイクロメートルから約４５マイクロメートル、または約３０マイクロメートルから約４０マイクロメートルであることがある。
【００８０】
１つ以上の実施の形態において、ここに記載されるように、ＳＬＧ基板は、熱処理されて、第１の深さ２２までＣＳ層２４が与えられる。そのような実施の形態において、第１の深さ２２は、ＳＬＧ物品の厚さの約０．１５倍以上である。したがって、いくつかの実施の形態において、熱的に形成されたＣＳ層２４を備えたＳＬＧ基板は、第１の浴２０中に浸漬して、第２の圧縮応力層を形成することによりさらに強化しても、第１の浴２０中に浸漬せずに、図１Ａに示された、抗菌浴４０中に浸漬してもよい。
【００８１】
再び図１Ａを参照すると、抗菌ガラス物品を製造する方法１００ａは、抗菌効果を与えられる複数の金属イオンを含む抗菌浴４０をさらに使用する。いくつかの実施の形態において、抗菌浴４０は、各々が抗菌効果を与えられる複数の抗菌剤イオンを含む。その抗菌剤イオンとしては、銀イオンまたは公知の抗菌剤の他のイオンが挙げられるであろう。抗菌浴４０は、製造されたままのＳＬＧ物品１０中に存在するものに一致する複数のイオン交換可能な金属イオン、第１の浴２０中に存在するものに一致する複数のイオン交換性イオン、またはそれらの組合せも最適に含んでよい。例示の実施の形態によれば、方法１００ａに使用される浴４０は、約０．０１質量パーセントから約５０質量パーセント（例えば、約０．１質量％から約５質量％、約０．０１質量パーセントから約０．１質量パーセント）の浴濃度で、溶融ＡｇＮＯ3に由来する複数の銀イオンを有することができる。浴４０の溶融浴の残りは、溶融ＫＮＯ3、溶融ＮａＮＯ3、溶融ＬｉＮＯ3、溶融ＫＮＯ3とＮａＮＯ3の組合せ、またはＫＮＯ3、ＮａＮＯ3およびＬｉＮＯ3のいずれかの組合せの共晶塩混合物を含んでよい。共晶塩混合物を使用する場合、ＡｇＮＯ3の濃度は、先に記載したように、約０．１質量パーセントから約３質量パーセントの範囲にあるであろう。
【００８２】
いくつかの実施の形態において、抗菌浴４０は、ＡｇＮＯ3の水溶液を含んでもよい。その水溶液中のＡｇＮＯ3の濃度は、約１５モルＡｇ／リットル以下（例えば、約１２モルＡｇ／リットル以下、約１０モルＡｇ／リットル以下、約９モルＡｇ／リットル以下、約８モルＡｇ／リットル以下、または約７モルＡｇ／リットル以下）であってよい。
【００８３】
いくつかの実施の形態によれば、方法１００ａに用いられる抗菌浴４０は、抗菌浴４０の組成に応じる温度に設定することができる。溶融ＫＮＯ3、溶融ＮａＮＯ3、および溶融ＫＮＯ3と溶融ＮａＮＯ3の組合せ（非共晶）が使用される場合、抗菌浴４０の温度は、約３４０℃から約４００℃の範囲にあるであろう。抗菌浴４０が約０．１質量％から約０．４質量％の浴濃度で溶融ＡｇＮＯ3を含む場合、浴４０が、約１５から約９０分に及ぶ浸漬時間に亘り、約３５０℃から約３９０℃に及ぶ温度に設定されることが好ましい。方法１００ａの１つの実施において、約０．１質量％から約０．５質量％の溶融ＡｇＮＯ3と、残りの量の溶融ＫＮＯ3からなる抗菌浴４０が約３９０℃に設定され、相当な濃度のＡｇ+イオンが、ＳＬＧ物品１０のエッチングされた主面１２ａ中に含まれるために、３０から６０分の浸漬時間がうまく用いられた。
【００８４】
抗菌浴４０が共晶塩混合物を含む場合、共晶塩混合物を含む浴の温度は、約３００℃以下（例えば、約２７５℃以下、約２５０℃以下、約２００℃以下、もしくは約２００℃から約３００℃、または約２５０℃から約３００℃の範囲）であってよい。共晶塩混合物を含む浴は、約０．１質量パーセントから約３質量パーセント、約０．１質量パーセントから約２質量パーセント、約０．１質量パーセントから約１質量パーセント、約０．１質量パーセントから約０．９質量パーセント、約０．１質量パーセントから約０．８質量パーセント、約０．１質量パーセントから約０．７質量パーセント、約０．１質量パーセントから約０．６質量パーセント、約０．１質量パーセントから約０．５質量パーセント、約０．３質量パーセントから約０．８質量パーセント、約０．３質量パーセントから約０．６質量パーセント、または約０．３質量パーセントから約０．５質量パーセントの範囲の濃度のＡｇＮＯ3を含んでよい。共晶塩混合物を含む浴中の浸漬期間は、約５分から約４時間、約１０分から約２時間、約１５分から約１時間、約１５分から約４５分、約２０分から約４０分、または約３０分であってよい。
【００８５】
抗菌浴４０が水溶液を含む場合、その溶液は、約１５モルＡｇ／リットル以下（例えば、約１２モルＡｇ／リットル以下、約１０モルＡｇ／リットル以下、約９モルＡｇ／リットル以下、約８モルＡｇ／リットル以下、または約７モルＡｇ／リットル以下）の濃度を有してよい。その水溶液の温度は、約２５０℃以下（例えば、約２２５℃以下、約２００℃以下、約１７５℃以下、約１５０℃以下、約１４０℃以下、約１２０℃以下、約１００℃以下、または約９０℃以下）であってよい。その浸漬期間は、約１０時間以上、約１２時間以上、約１６時間以上、約２０時間以上、約２４時間以上、約３６時間以上、約４８時間以上、約６０時間以上、約７２時間以上、または約８４時間以上であってよい。この浸漬期間は、ＡｇＮＯ3の濃度を増加させる、および／または溶液の温度を上昇させる、ことにより減少させてもよい。
【００８６】
さらに図１Ａを参照すると、抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法１００ａは、ＳＬＧ物品１０を抗菌浴４０中に浸漬して、抗菌浴４０からの複数の銀金属イオンをＳＬＧ基板中に交換して、ＳＬＧ物品１０中に抗菌性を与える工程１４０を有する。Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+またはそれらの組合せを抗菌剤と交換してもよい。その結果、ＳＬＧ物品１０内の抗菌剤含有領域２８内に抗菌性が生じる。いくつかの実施の形態において、浴４０中にＫＮＯ3成分が存在すると、浸漬工程１４０中に、多量の強度強化Ｋ+イオンが、ＳＬＧ物品１０内の圧縮応力層２４および抗菌剤含有領域２８から除去されるのを防ぐのに役立ち得る。
【００８７】
方法１００ａのいくつかの実施の形態において、ＳＬＧ物品１０を抗菌浴４０中に浸漬する工程１４０は、所望の抗菌性のために、ガラス物品１０中に抗菌性付与イオン（例えば、Ａｇ+イオン）を含ませるのに十分な、少なくとも約１５分の期間に亘り制御される。いくつかの実施の形態によれば、Ａｇ+イオンは、工程１４０において、約１質量％から約４０質量％の濃度（Ａｇ2Ｏの質量％）で、ガラス物品１０の主面１２またはエッチングされた主面１２ａに与えられる。ある場合には、エッチングされた主面１２ａでのＡｇ+イオンの濃度は、４０％をわずかに上回り得る。さらに別の実施の形態において、Ａｇ+イオンは、約２％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、または４０％の濃度でＳＬＧ物品１０のエッチングされた主面１２ａに与えられる。特定の実施において、工程１４０は、主面１２またはエッチングされた主面１２ａで、６質量％から約２７質量％、約２５質量％から約３０質量％のＡｇ2Ｏ濃度を生じるように制御できる。さらに、工程１４０の期間は、浴４０の組成と温度、ＳＬＧ物品１０の組成および主面１２および／またはエッチングされた主面１２ａに関連す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１４０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１４０の期間は、約１５分から約９０分である。方法１００ａのいくつかの追加の実施の形態において、工程１４０は、約３０分から約６０分の期間に制御される。いくつかの追加の実施の形態において、工程１４０は、４日間までの期間に制御される。
【００８８】
図１Ａに示された抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法１００ａは、材料除去工程、例えば、除去工程１１０が、その後の工程においてＡｇ+イオンを導入する前に用いられるという意味で、有利であり得る。したがって、浸漬工程１４０中にガラス物品１０中に含まれるＡｇ+イオンは、先の除去工程１１０により影響を受けず、それゆえ、物品中に含まれるＡｇ材料が維持される。方法１００ａのいくつかの実施の形態において、浸漬工程１４０は、Ａｇ+イオンが、ガラス物品１０中に、抗菌剤含有領域２８内で第２の深さ２６まで与えられることを確実にするように構成される。第２の深さ２６は、ある場合には、１μｍに達し、２μｍまで、またさらには２μｍ超（例えば、１５μｍまで）であり得、濃度プロファイルは、主面１２ａでの高濃度のＡｇ+イオン（例えば、１質量％から４０質量％のＡｇ2Ｏ）を示す。特定の実施において、抗菌剤含有層の深さ２６は、ＣＳ層２４の第１の深さ２２より小さい。
【００８９】
方法１００ａにしたがって浸漬工程１４０が終わった後、エッチングされた主面１２ａを含むＳＬＧ物品１０の表面上に残る、浴４０からの材料を除去するために、洗浄工程１６０を行っても差し支えない。いくつかの実施において、ＳＬＧ物品１０は、浸漬工程１４０の後に行われる工程１６０において、過酸化アンモニウム溶液（例えば、５％の過酸化アンモニウムおよび５％の過酸化水素）中で濯いで差し支えない。洗浄工程１６０に、例えば、脱イオン水を使用して、ＳＬＧ物品１０の表面上の、浴４０からの材料を除去しても差し支えない。媒質が、浴４０からの材料および／またはＳＬＧ物品１０のガラス組成物とのどのような反応も避けるように選択されるという条件で、ＳＬＧ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。洗浄工程１６０の終わりに、ＳＬＧ物品１０は、十分に空気乾燥されるか、または担当者および／または処理装置との接触を最小にする他の手段により乾燥される。
【００９０】
図１Ｂを参照すると、抗菌ＳＬＧ物品を製造する方法１００ｂが提供されている。方法１００ｂは、大体は方法１００ａと同一である；したがって、同様の番号の要素および工程は、以下のように、特に明記のない限り、同じ構造および／または機能を有する。しかしながら、方法１００ｂは、ＳＬＧ物品１０中に圧縮応力層２４および抗菌剤含有領域２８を形成するために一段階イオン交換過程を使用する。このように、工程１２０および浴２０（図１Ａを参照）は、図１Ｂに示された方法１００ｂには用いられない。例えば、方法１００ｂの工程１４０において、抗菌浴４０は、約０．１質量％から約５質量％の溶融ＡｇＮＯ3を含み、残りが溶融ＫＮＯ3、ＮａＮＯ3および／またはＬｉＮＯ3であり得る。追加の実施の形態において、浴４０は、約０．１質量％、０．２質量％、０．３質量％または約０．４質量％のＡｇＮＯ3を有し、残りが溶融ＫＮＯ3である。方法１００ｂの工程１４０において、例えば、抗菌浴４０は、方法１００ａに使用された抗菌浴４０に関して先に記載されたように、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3とＮａＮＯ3の組合せ、共晶塩混合物または水溶液を含み得る。方法１００ｂにおいて、抗菌浴４０にＫＮＯ3が使用される場合、ＳＬＧ物品１０内に圧縮応力層２４および抗菌剤含有領域２８を同時に形成するために、工程１４０が使用される。いくつかの実施の形態において、ＳＬＧ基板は、熱処理により形成された圧縮応力層を備え、それゆえ、さらに強化されなくてもよい。例えば、追加の強化（熱により生じた圧縮応力層に加え）が必要ない場合、水溶液またはＮａＮＯ3を含むがＫＮＯ3を含まない抗菌浴４０を使用してもよい。他の実施の形態において、ＳＬＧ基板はまだ、ＫＮＯ3を含む抗菌浴４０を使用して、さらに強化してもよい。いくつかの実施の形態において、ＳＬＧ基板は、抗菌浴４０中に浸漬される前に加熱してもよい（例えば、基板の厚さに応じて、２０から４５分間に亘り２００℃に予熱してもよい）。
【００９１】
最終的に、方法１００ａおよび１００ｂを使用して、優れた抗菌効果を持ちつつ、着色がわずかなまたは無色である抗菌ＳＬＧ物品１０を形成することができる。特に、ここに記載されたような抗菌浴４０を使用することにより、これらの方法にしたがって、約１〜３０質量％（または約６％から約２７％）のＡｇ2Ｏ表面濃度を有するＳＬＧ物品が製造された。これらのＳＬＧ物品は、乾式試験において、対数値で２以上の殺傷値の抗菌効果を示した。方法１００ａおよび１００ｂのいくつかの実施に使用されたように、材料除去工程１１０（すなわち、高い金属イオン濃度を有する主面１２の一部を除去した工程）は、浸漬工程１４０において抗菌剤含有領域２８のその後の形成中に、これらのＳＬＧ物品が変色しないことを確実にするのに役立つ。しかしながら、方法１００ｂおよび方法１００ｂに記載された抗菌浴４０のいくつかを使用しても、主面１２の一部が除去されない場合でさえも、変色を生じないことがあることを理解すべきである。詳しくは、共晶塩混合物または水溶液を含む抗菌浴４０を使用すると、材料除去工程１１０の必要性がなくなり、それでも、変色が実質的にないＳＬＧ物品が提供される。ある場合には、共晶塩混合物を含む抗菌浴を使用すると、リング・オン・リング試験により測定されるように、改善された平均曲げ強度から明らかなように、強度が上昇する。
【００９２】
上述した工程のいずれの間に、ＳＬＧ物品１０、１０ｈは、その後の工程のいずれの準備の処理を受けても差し支えないことを留意すべきである。上述したように、そのような処理の例としては、物理または化学洗浄、物理または化学エッチング、物理または化学研磨、焼き鈍し、造形などが挙げられる。
【００９３】
ＳＬＧ物品において、圧縮応力層が形成される前または後に抗菌剤含有領域が形成されるか、もしくは圧縮応力層および抗菌剤含有領域の両方が形成され、所望であれば、ＳＬＧ基板の１つ以上の主面１２またはエッチングされた主面１２ａ上に、随意的な追加の層を配置しても差し支えない。選択された材料に応じて、これらのコーティングは、様々な技法を使用して形成することができる。例えば、随意的な追加の層は、化学的気相成長法（ＣＶＤ）の変種のいずれか（例えば、プラズマＣＶＤ、エアロゾル支援ＣＶＤ、有機金属ＣＶＤなど）、物理的気相成長法の変種のいずれか（例えば、イオンアシストＰＶＤ、パルスレーザ堆積、陰極アーク堆積、スパッタリングなど）、吹付け塗布、回転塗布、浸漬被覆、インクジェット法、ゾルゲル処理などを使用して、別々に製造することができる。そのような処理は、本開示が関連する技術分野の当業者に公知である。
【００９４】
ＳＬＧ物品１０、１０ｈが一旦形成されたら、それらは、物品が望ましくない微生物と接触する様々な用途に使用することができる。これらの用途は、いくつかの機器を挙げると、様々な電子機器（例えば、携帯電話、個人情報端末、コンピュータ、タブレット、全地球測位システムナビゲーション装置など）のタッチ感応性表示画面またはカバープレート、電子機器の非タッチ感応性部材、家電製品（例えば、冷蔵庫、電子レンジ、レンジの上面、オーブン、食洗機、洗濯機、乾燥機など）の表面、医療機器、生物学的または医療包装容器、建築部材および用途（例えば、壁、エレベータ、カウンター甲板、シャワー室など）、および車両部材を包含する。
【００９５】
ここに記載された方法１００ａおよび１００ｂ、１００ｃおよび１００ｄにより製造された改善された抗菌ＳＬＧ物品１０、１０ｈの潜在的な用途の広さを考えると、特定の物品の具体的な特徴または性質は、その最終的な用途または使用によることを理解すべきである。しかしながら、以下の説明は、いくつかの一般的な検討事項を与える。
【００９６】
図２を参照すると、本開示の態様による一段階または二段階イオン交換過程を使用して形成されたＳＬＧ物品に関するＣＩＥ  １９７６の色度値（ｂ*）を示す棒グラフが与えられている。図２に示されたデータは、方法１００ａおよび１００ｂにしたがって製造されたＳＬＧ物品（例えば、ＳＬＧ物品１０）から得た。図２の斜線の棒および白抜きの棒は、それぞれ、一段階および二段階イオン交換過程により製造されたＳＬＧ物品を反映している。一段階イオン交換工程は、３９０℃で、０．４質量％のＡｇＮＯ3および９９．６質量％のＫＮＯ3により行った。二段階イオン交換工程は、４３０℃で、７時間に亘り、１００％のＫＮＯ3により行い、続いて、３９０℃で、０．４質量％のＡｇＮＯ3および９９．６質量％のＫＮＯ3への浸漬を行った。Ａ１およびＡ２の群、並びにＢ１、Ｂ２およびＢ３の群は、それぞれ、６０分および３０分の合計抗菌浸漬時間（例えば、図１Ａおよび１Ｂにおける工程１４０中）を表す。Ａ１群およびＢ１群には、圧縮応力層および抗菌剤含有層の形成前に、いずれの材料除去工程（例えば、図１Ａおよび１Ｂにおける工程１１０）も行わなかった。Ａ２群およびＢ３群には、２０μｍのＤＯＲの材料除去工程を行い、Ｂ２群には、２μｍのＤＯＲの材料除去工程を行った。
【００９７】
図２に示されるように、一段階および二段階処理条件に関する材料の除去レベルを増加させると、ＣＩＥ  １９７６  ｂ*の着色レベルが減少する。例えば、２０μｍのＤＯＲでは、３０分の一段階イオン交換浸漬工程により処理されたＳＬＧ物品における非ＤＯＲ条件と比べて、ＣＩＥ  １９７６  ｂ*の着色レベルが約５分の１に減少した。ＳＬＧ物品の主面でＳｎ2+イオンを除去すると、図２に観察された着色レベルの低減がもたらされ、その理由は、これらのイオンが、その後の抗菌浸漬工程中に反応して、Ａｇ結晶を析出するのに利用できなかったからであると考えられる。同様に、二段階イオン交換浸漬工程により製造された、２０μｍのＤＯＲを有するＳＬＧ物品について、非ＤＯＲ条件と比べて、ＣＩＥ  １９７６  ｂ*の着色レベルが約３分の１に減少した。
【００９８】
図３を参照すると、本開示の態様による一段階または二段階イオン交換過程により化学強化されたＳＬＧ物品における深さ（μｍ）の関数としての抗菌剤［Ａｇ2Ｏ（質量％）］の測定濃度（ＳＩＭＳを使用した）を示すグラフが与えられている。図３に示されたデータは、方法１００ａおよび１００ｂにしたがって製造されたＳＬＧ物品から得た。より詳しくは、一段階イオン交換工程は、６０分の浸漬時間に亘り、３９０℃で、０．４質量％のＡｇＮＯ3および９９．６質量％のＫＮＯ3により行った。二段階イオン交換工程は、４３０℃で、７時間に亘り、１００％のＫＮＯ3により行い、続いて、６０分間に亘り、３９０℃で、０．４質量％のＡｇＮＯ3および９９．６質量％のＫＮＯ3への浸漬を行った。Ａ１群（例えば、１段階および２段階イオン交換過程を行ったＳＬＧ物品）には、イオン交換過程の工程前に、いずれの材料除去工程も行わなかった。Ａ２群には、２０μｍのＤＯＲの材料除去工程を行った（例えば、１段階および２段階イオン交換過程を後で行ったＳＬＧ物品）。
【００９９】
図３に示されるように、それぞれ、２０μｍのＤＯＲの材料除去工程を行った、一段階および二段階のＳＬＧサンプル（すなわち、Ａ２群）において、約２６質量％および約１９質量％のＡｇ2Ｏ表面濃度が得られた。材料除去工程を行わなかったＳＬＧサンプル（すなわち、Ａ１群）は、２０μｍのＤＯＲを行ったサンプルよりも、わずかに低いＡｇ2Ｏ表面濃度を示した。そのため、スズ除去工程は、より高濃度のＡｇ+イオンの発生を促進させることにより、抗菌剤含有層の形成を向上させると考えられる。さらに、図３は、６０分の浸漬時間と共に、３９０℃での、０．４質量％のＡｇＮＯ3および９９．６質量％のＫＮＯ3を有する浴を使用した抗菌浸漬工程により一段階イオン交換過程を行ったＳＬＧ物品の表面に、より高濃度のＡｇ+イオンが得られることを示している。最後に、二段階および一段階イオン交換過程により処理されたＳＬＧサンプルは、それぞれ、少なくとも２μｍおよび４μｍの深さ（例えば、図１Ａおよび１Ｂに示されたＳＬＧ物品１０の深さ２６）を有する抗菌剤含有層を得たことが図３のデータから明らかである。
【０１００】
ここで図４を参照すると、一段階および二段階イオン交換過程により処理されたＳＬＧ物品に関する乾式試験による抗菌効果を示す、本開示の態様による棒グラフが与えられている。図４に示されたサンプルのＡ１群およびＡ２群は、図３に示された試験に用いられた同様に名付けられたサンプルと同じ抗菌ＳＬＧ物品の条件に相当する。いずれの材料除去工程も行わなかったＳＬＧサンプル（すなわち、Ａ１群）は、対数値で１未満の殺傷値しか示さなかった。対照的に、２０μｍのＤＯＲの材料除去工程を行ったＳＬＧサンプルは、対数値で２に近づくかそれを超える殺傷値を示した。図４に示されたデータを考慮すると、方法１００ａおよび１００ｂに関連する材料除去工程１１０（図１Ａおよび１Ｂを参照）は、抗菌剤含有層の形成に関連する変色を最小にするまたはなくすこと（図２およびそれに相当する説明を参照のこと）に加え、ＳＬＧ物品の抗菌効果も改善することができる。
【０１０１】
一段階イオン交換過程により処理されたＳＬＧ物品は、二段階イオン交換過程により処理されたサンプルと比べて、乾式試験において、わずかに高い対数値の殺傷値を示したことも図４から分かる。これらの結果は、二段階イオン交換過程により処理されたサンプルと比べて、一段階イオン交換過程により処理されたサンプルに観察されたＡｇ+イオン表面濃度がより高いことをおそらく示している（図３およびそれに相当する説明を参照のこと）。
【０１０２】
ここで、図５Ａおよび５Ｂを参照すると、それぞれ、方法１００ｃおよび１００ｄが、抗菌ＳＬＧ物品１０ｈを製造するための説明図として示されている。方法１００ｃおよび１００ｄは、大部分は、それぞれ、方法１００ａおよび１００ｂと同一である；したがって、同様の番号の要素および工程は、以下のように、特に明記のない限り、同じ構造および／または機能を有する。しかしながら、方法１００ｃおよび１００ｄにおいて、ＳＬＧ物品１０には、その物品を強化し、それらを、熱処理ＳＬＧ物品１０ｈとして熱処理形態にするために、熱処理工程４０および／または６０が行われる。図５Ａおよび５Ｂに示されるような、方法１００ｃおよび１００ｄにおいて、熱処理工程４０および／または６０は、材料除去工程（いくつかの実施の形態において用いられるような）１１０、並びに圧縮応力層２４および抗菌剤含有層２８を形成するための工程（すなわち、工程１２０および／または１４０）の前に行われる。いくつかの実施において、熱処理工程４０および／または６０は、それぞれ、材料除去工程１１０の後、並びに圧縮応力層２４および抗菌剤含有層２８を形成するための工程の前に行うことができる。
【０１０３】
工程４０において、ＳＬＧ物品１０を炉内で焼き鈍しした。１つの実施において、工程４０は約５５０℃で行われ、次いで、物品１０はゆっくりと周囲温度まで冷まされる（例えば、冷却支援なく、炉が冷めることにより）。図５Ａおよび５Ｂに示された方法１００ｃおよび１００ｄの特定の実施において、ＳＬＧ物品１０に、随意的な焼き入れ工程６０も行って差し支えない。焼き入れ工程６０は、ＳＬＧ物品１０を数分間約７００℃に加熱し、次いで、それに空気を高速および／または高圧で向けることにより、物品を急冷することにより行って差し支えない。ある場合には、追加の焼き入れ工程６０は、焼き鈍しされたＳＬＧ物品１０の強度を４または５倍、改善することができる。
【０１０４】
実際には、焼き入れ工程６０に関連する速い冷却速度は、ＳＬＧ物品に蓄積した歪みエネルギーをもたらし得る。破壊の際に、焼き入れされたＳＬＧ物品１０ｈは、一般に、多くの小さい無害な破片に砕け散る。このように、焼き入れされたＳＬＧ物品１０ｈは、自動車、建築（例えば、窓）、電化製品（例えば、冷蔵庫の棚）、メガネなどのガラスの安全性を要求する数多くの用途に適している。
【０１０５】
方法１００ｃおよび１００ｄにおいて行われるように、加熱処理工程４０および／または６０は、それぞれ、圧縮応力層２４および抗菌剤含有層２８の形成をもたらしやすいＳＬＧ物品１０ｈにおけるより開いた微小構造の発生に関する利点も与えることができる。例えば、Ａｇ+イオン拡散速度は、イオン交換過程の前にいずれの熱処理も行われなかったＳＬＧ物品と比べて、熱処理ＳＬＧ物品１０ｈにおいて、より高いようである。このように、圧縮応力層２４および抗菌剤含有層２８を形成するためにＳＬＧ物品１０ｈに、いずれの事前の熱処理も行われなかったＳＬＧ物品１０におけるこれらの層の形成と比べて、より短いイオン交換浸漬時間を用いることができる。
【０１０６】
図６を参照すると、本開示の態様による様々な濃度のＡｇＮＯ3の一段階イオン交換過程により処理された熱処理ＳＬＧ物品に関するＣＩＥ  １９７６の色度値（ｂ*）を示す棒グラフが与えられている。図６において、Ｃ群のデータは、圧縮応力層および抗菌剤含有層を生じさせるためにいずれのイオン交換過程も行われていない、一連の焼き入れされたＳＬＧ物品（例えば、ＳＬＧ物品１０）に対応する。Ａ１、Ａ２、およびＡ３群のデータは、３０μｍの材料除去工程、およびそれぞれ、０．１質量％、０．２質量％または０．４質量％のＡｇＮＯ3と残りがＫＮＯ3である溶融塩浴を使用した一段階イオン交換過程が行われた焼き入れされたＳＬＧ物品に対応する。図６に示されるように、０．１質量％または０．２質量％のＡｇＮＯ3溶融塩浴により生じた抗菌剤含有層を備えた、焼き入れされたＳＬＧ物品（すなわち、サンプル群Ａ１およびＡ２）は、抗菌剤含有層を備えていない受け取ったままの焼き入れされたＳＬＧ物品（すなわち、サンプル群Ｃ）に匹敵する０．５未満のＣＩＥ  １９７６  ｂ*を示している。０．４質量％のＡｇＮＯ3溶融塩浴により生じた抗菌剤含有層を備えた、焼き入れされたＳＬＧ物品は、２．５に近づくＣＩＥ  １９７６  ｂ*値でも分かるように、低レベルの着色を示すことも図６から明らかである。
【０１０７】
図７Ａを参照すると、熱処理および／または化学強化過程が施された強化ＳＬＧ物品の表面とその下でのモデル化圧縮応力プロファイルを示すグラフが与えられている。図７Ａにおいて、Ｃ１サンプル群は、強度強化イオン交換過程が施され、一段階または二段階イオン交換過程の前に熱処理が行われていないＳＬＧ物品（例えば、図１Ａおよび１Ｂにおける方法１００ａまたは１００ｂにより製造されたＳＬＧ物品１０）に関する深さの関数としてのＣＳプロファイルを示している。Ｃ２サンプル群は、対照的に、熱処理が行われたが、さらなるイオン交換過程が行われていないＳＬＧ物品に関する、深さの関数としてのＣＳプロファイルを示している。最後に、Ａサンプル群は、強度強化イオン交換過程、および一段階または二段階イオン交換過程の前の熱処理が行われたＳＬＧ物品（例えば、図１Ａおよび１Ｂにおる方法１００ａまたは１００ｂにより製造されたＳＬＧ物品１０）に関する、深さの関数としてのＣＳプロファイルを示している。
【０１０８】
図７Ａに示されるように、イオン交換過程の前に、Ａ群の物品の処理に熱処理工程を加えると、Ｃ１群と比べて、物品の表面での圧縮応力のレベルを減少させる一方で、ＣＳ層に関連するＤＯＬを増加させる傾向にある。先に述べたように、熱処理工程は、ＳＬＧ物品においてより開いた微小構造をもたらし、それゆえ、より大きいＤＯＬ値および減少した表面圧縮応力レベルに示されるような、イオン交換過程中の拡散を促進させ得ると考えられる。図７Ａは、Ａ群の物品に用いられるイオン交換過程は、いずれのイオン交換過程も行われないＣ２群と比べて、表面での圧縮応力レベルをより高くする傾向にあることも示している。このように、Ａ群を示すイオン交換過程と熱処理工程の組合せは、高い表面圧縮応力およびかなりのＤＯＬ値の良好な釣り合いをもたらす。
【０１０９】
図７Ｂにおいて、グラフは、本開示の態様による様々な濃度のＡｇＮＯ3の一段階イオン交換過程により化学強化された熱処理ＳＬＧ物品における深さの関数としての抗菌剤（Ａｇ2Ｏ）の測定濃度（ＳＩＭＳを使用）を示している。図７Ｂに示されたＡ１、Ａ２およびＡ３群のデータを生成するために使用したＳＬＧサンプルの全てに、焼き入れ工程および材料除去工程を行った（例えば、図５Ａおよび５Ｂに示される方法１００ｃおよび１００ｄの工程４０、６０および１１０）。具体的には、Ａ１、Ａ２およびＡ３群のデータは、３０μｍの材料除去工程およびそれぞれ、０．１質量％、０．２質量％または０．４質量％のＡｇＮＯ3と残りがＫＮＯ3である溶融塩浴を使用した一段階イオン交換過程が行われた焼き入れされたＳＬＧ物品に対応する。図７Ｂに示されるように、Ａ１、Ａ２およびＡ３群のサンプルは、それぞれ、４０質量％、３０質量％および５質量％のＡｇ2Ｏに近づく抗菌剤表面濃度レベルと、５μｍを超えるＤＯＬレベルを示した。焼き入れされたＳＬＧ物品において０．２質量％のＡｇＮＯ3を含有し、残りがＫＮＯ3である溶融塩浴を使用すると、０．４質量％のＡｇＮＯ3を含有し、残りがＫＮＯ3である溶融塩浴により製造された焼き入れされたＳＬＧ物品と比べて、Ａｇ+イオンの表面濃度が約１０質量％低下し、変色を少なくとも５倍改善できることも図６および７Ｂから明らかである。
【０１１０】
図８Ａおよび８Ｂを参照すると、棒グラフが、本開示の態様による一段階イオン交換過程により化学強化された熱処理ＳＬＧ物品に関する、それぞれ、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌についてのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験およびＥ．Ｃｏｌｉ細菌についての４℃でのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示している。図８Ａにおいて、０．１質量％または０．２質量％のＡｇＮＯ3を含有し、残りがＫＮＯ3である溶融塩浴中でイオン交換された焼き入れされたＳＬＧ物品が、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌を用いたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）抗菌効果試験において、対数値で約６以上の殺傷値を示すことが実証された。同様に、図８Ｂにおいて、０．１質量％または０．１５質量％のＡｇＮＯ3を含有し、残りがＫＮＯ3である溶融塩浴中でイオン交換された焼き入れされたＳＬＧ物品が、Ｅ．Ｃｏｌｉ細菌を用いた４℃でのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）抗菌効果試験において、対数値で約５以上の殺傷値を示すことが実証された。図８Ａおよび８Ｂの結果により、高い抗菌効果を示す焼き入れされたＳＬＧ物品に抗菌剤含有層を生じさせるために、比較的低濃度の抗菌剤含有浸漬浴（例えば、約０．１から０．２質量％のＡｇＮＯ3を含有し、残りがＫＮＯ3である溶融塩浴）を使用できることが明白になる。焼き入れされた抗菌ＳＬＧ物品は、低い変色レベルも示すまたは無色である（図６、サンプル群Ａ１およびＡ２参照のこと）ことが都合よい。
【０１１１】
図９は、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物と、０．１質量パーセント、０．３質量パーセント、または０．５質量パーセントいずれかのＡｇＮＯ3とを有する抗菌浴を含む、一段階イオン交換過程を使用して形成された熱処理ＳＬＧ物品のＣＩＥ  １９７６の色度値（ｂ*）を示す棒グラフである。図９において、Ｃは、圧縮応力層および抗菌剤含有層を形成するためのいずれのイオン交換過程も行われていない焼き入れされたＳＬＧ物品（例えば、ＳＬＧ物品１０）に対応する。Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３は、それぞれ、０．１質量％、０．３質量％、または０．５質量％のＡｇＮＯ3と、残りの量のＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを有する溶融塩浴を使用した一段階イオン交換過程が行われた焼き入れされたＳＬＧ物品に対応する。Ｂ１は、３０分間に亘り３００℃の温度を有する抗菌浴内に焼き入れされたＳＬＧ物品を浸漬させることにより形成した。Ｂ２は、４５分間に亘り２５０℃の温度を有する抗菌浴内に焼き入れされたＳＬＧ物品を浸漬させることにより形成した。Ｂ３は、３０分間に亘り２５０℃の温度を有する抗菌浴内に焼き入れされたＳＬＧ物品を浸漬させることにより形成した。Ｃ、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３には、材料除去工程は行われなかった（すなわち、Ｃ、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３の各々の主面１２は、スズを含んでいた）。図９に示されるように、０．１質量％、０．３質量％のＡｇＮＯ3の溶融塩浴により生じた抗菌剤含有層を備えた焼き入れされたＳＬＧ物品は、抗菌剤含有層を備えていない受け取ったままの焼き入れＳＬＧ物品（すなわち、サンプル群Ｃ）に匹敵する、０．５未満のＣＩＥ  １９７６  ｂ*着色レベルを示している。０．５質量％のＡｇＮＯ3の溶融塩浴により生じた抗菌剤含有層を備えた焼き入れされたＳＬＧ物品（Ｂ３）は、０．６未満のＣＩＥ  １９７６  ｂ*値でも分かるように、低レベルの着色を示すことも図９から明白である。
【０１１２】
図１０は、図９に示されたＡ１、Ａ２、Ａ３の深さの関数としてのＡｇ2Ｏ濃度（質量％）プロファイルを示している。図１０に示されたデータは、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）顕微鏡法を使用して測定した。Ｂ１（３０分間にわたり、３００℃の温度を有する、０．１質量％のＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを有する溶融塩浴内にＳＬＧ物品を浸漬することにより形成された）は、最も深い銀拡散を示した。図１０に示されたプロファイルは、浴の温度が、銀拡散深さを促進させるであろう（すなわち、浴の温度がより高いと、銀拡散の深さがより深くなるであろう）ことを示している。
【０１１３】
図１１は、本開示の態様による一段階イオン交換過程で化学強化された熱処理ＳＬＧ物品に関する、それぞれ、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌についてのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果、およびＥ．Ｃｏｌｉ細菌についての２℃および４℃でのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示す棒グラフを示している。図１１において、図９に示されたＢ３の焼き入れされた抗菌ＳＬＧ物品は、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌を用いたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）抗菌効果試験、およびＥ．Ｃｏｌｉ細菌についての２℃および４℃でのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験において、対数値で約５以上の殺傷値を示した。図１１の結果により、高い抗菌効果を示す焼き入れされたＳＬＧ物品に抗菌剤含有層を生じさせるために、比較的低濃度の抗菌剤含有浸漬浴（例えば、約０．５質量％のＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを有する溶融塩浴）を使用できることが明白になる。これらの熱処理された抗菌ＳＬＧ物品は、低い変色レベルも示すまたは無色である（図９、サンプル群Ｂ３参照のこと）ことが都合よい。
【０１１４】
図１２は、サンプルが、１時間に亘り９８℃の温度を有する水中に浸漬された後、並びにサンプルが、２４時間に亘り６０℃および８５％の相対湿度の環境に暴露された後の、Ｓ．Ａｕｒｅｕｓ細菌についてのＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験による抗菌効果を示す棒グラフを示している。図１２において、各サンプルは、図９に示されたＢ３の焼き入れされた抗菌ＳＬＧ物品を含み、各サンプルは、両方の経時変化条件後に、対数値で約５以上の殺傷値を示した。図１２の結果により、抗菌効果は、経時変化条件後に維持できることが明白になる。
【０１１５】
Ｂ３およびＣのサンプルにリング・オン・リング試験を行って、平均曲げ強度を決定した。リング・オン・リング試験の結果が、表１に示されている。表１に示されるように、Ｂ３は、Ｃより約２３％大きい平均曲げ強度を示し、約０．５質量％のＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物（５０：５０）とを有する抗菌浴を使用した一段階イオン交換過程を使用して、焼き入れされた抗菌ＳＬＧ物品を形成した場合でさえも、表面圧縮応力が増加したことを示している。抗菌浴の温度は２５０℃であり、ガラスをその浴中に約３０分間に亘り浸漬した。
【０１１６】
【表１】
2017520503.tif 000003
【０１１７】
Ｃ、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３の、ＣＩＥ  １９７６色座標Ｌ*、ａ*、およびｂ*、質量％で表された銀濃度（誘電結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）により測定）、質量％で表された表面Ａｇ2Ｏ濃度（ＳＩＭＳにより測定）、並びにマイクロメートルで表されたＡｇ2Ｏの深さ（ＳＩＭＳにより測定）を測定した。その結果が表２に示されている。
【０１１８】
【表２】
2017520503.tif 000004
【０１１９】
図１３は、圧縮応力層および抗菌剤含有層を生成するためのいずれのイオン交換過程も行わなかった焼き入れされたＳＬＧ物品（例えば、ＳＬＧ物品１０）（Ｃにより示されている）、および８．６５モルＡｇ／リットルを含む水溶液の抗菌浴を含む一段階イオン交換過程を使用して形成した、焼き入れされたＳＬＧ物品（Ｄにより示されている）の画像を示している。Ｄは、９６時間に亘り、室温で、９５℃の温度を有する飽和水溶液中にＳＬＧ基板を浸漬することによって形成した。ＣおよびＤの両方において、材料除去は行わなかった（すなわち、ＣおよびＤの両方は、スズを含む主面を備えていた）。図１３に示されるように、Ｃ（イオン交換過程の経験無し）およびＤ（ＡｇＮＯ3を含む水溶液中のイオン交換過程を行った）に、同様の光学的透明度が観察された。表３は、ＣおよびＤに関する、測定したＣＩＥ  １９７６色座標Ｌ*、ａ*、およびｂ*を示している。色ずれは、色：√（（Ｌ*C−Ｌ*D）2＋（ａ*C−ａ*D）2＋（ｂ*C−ｂ*D）2）により決定した。
【０１２０】
【表３】
2017520503.tif 000005
【０１２１】
図１４は、図１３のＤ、および焼き入れされたＳＬＧ基板が、１５分間に亘り、３５０℃の温度を有する５質量％のＡｇＮＯ3および９５質量％のＫＮＯ3の溶融塩浴中に浸漬される、一段階過程により形成された加熱された抗菌ＳＬＧ物品（Ｅにより示されている）に関する乾式試験による抗菌効果の棒グラフを示している。ＤおよびＥは、いずれの材料除去工程も行わず、対数値で１．５超の殺傷値を示した。
【０１２２】
ここに開示された実施の形態を説明目的のために述べてきたが、先の説明は、本開示の範囲または付随する特許請求の範囲に対する限定と考えるべきではない。したがって、本開示の精神および範囲または付随の特許請求の範囲から逸脱せずに、様々な改変、適用、および選択肢が当業者に想起されるであろう。
【０１２３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１２４】
実施形態１
抗菌ガラス物品において、
基板厚さ、主面およびソーダ石灰ガラス組成を有するガラス基板、
前記主面から、前記基板厚さの０．１５倍以上である第１の深さまで延在する圧縮応力層、および
前記主面から第２の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層、
を備え、
前記物品の抗菌剤の濃度が、前記主面で約１質量パーセント以上であり、
前記物品の吸光度が、４５０〜５５０ｎｍの波長で約０．１０以下である、物品。
【０１２５】
実施形態２
前記主面上に配置された機能層であって、反射防止コーティング、防眩コーティング、防指紋コーティング、防汚コーティング、色付与組成物、耐環境コーティング、および導電性コーティングの少なくとも１つを含む機能層、
をさらに備えた、実施形態１に記載の物品。
【０１２６】
実施形態３
前記第１の深さが約２５マイクロメートルと約１０００マイクロメートルの間であり、前記圧縮応力層内の平均圧縮応力が少なくとも約１００ＭＰａである、実施形態１または２に記載の物品。
【０１２７】
実施形態４
前記主面から前記基板内の第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層をさらに備えた、実施形態１から３いずれか１つに記載の物品。
【０１２８】
実施形態５
前記物品が約２００ＭＰａ以上の平均圧縮応力を有し、前記第３の深さが前記第２の深さ以下である、実施形態４に記載の物品。
【０１２９】
実施形態６
前記主面から約２マイクロメートルの前記基板の厚さ内に、ある量のカリウム、ナトリウムおよび抗菌剤をさらに含み、カリウムが、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の前記量の約７５％未満を占める、実施形態１から５いずれか１つに記載の物品。
【０１３０】
実施形態７
前記抗菌剤が、約２マイクロメートルの前記厚さ内の、カリウム、ナトリウムおよび抗菌剤の前記量の約０．５％以上を占め、前記抗菌剤の深さが約５マイクロメートル以下である、実施形態６に記載の物品。
【０１３１】
実施形態８
前記抗菌剤が銀イオンを含み、前記物品が、前記主面で２質量パーセントと４０質量パーセントの間の銀イオンの抗菌剤濃度を有する、実施形態１から７いずれか１つに記載の物品。
【０１３２】
実施形態９
前記主面が、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下、改定ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下、または乾式試験の試験条件下で、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、Ｅ．Ｃｏｌｉ、およびＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａのいずれか１つ以上の濃度において対数値で３以上の殺傷値を示す、実施形態１から８いずれか１つに記載の物品。
【０１３３】
実施形態１０
前記対数値の殺傷値が、
前記物品が、約１時間に亘り約９８℃以上の温度の水中で煮沸されること、
前記物品が、約２４時間に亘り約６０℃の温度および８５％の相対湿度を有する環境に暴露されること、および
前記物品が、約１℃以上の温度に冷却されること、
のいずれか１つの後に維持される、実施形態９に記載の物品。
【０１３４】
実施形態１１
前記基板および層が、過酷な条件に暴露された際に変色を実質的に示さず、該過酷な条件が、前記圧縮応力層および前記抗菌剤含有層の一方または両方を形成するために用いられるイオン交換過程を含む、実施形態１から１０いずれか１つに記載の物品。
【０１３５】
実施形態１２
約２未満のＣＩＥ  １９７６の色座標ｂ*を示す、実施形態１から１１いずれか１つに記載の物品。
【０１３６】
実施形態１３
前記主面がスズを実質的に含まない、実施形態１から１２いずれか１つに記載の物品。
【０１３７】
実施形態１４
前記主面がスズを含む、実施形態１から１２いずれか１つに記載の物品。
【０１３８】
実施形態１５
約１％以下の平坦性を示す、実施形態１から１４いずれか１つに記載の物品。
【０１３９】
実施形態１６
抗菌ガラス物品を製造する方法において、
基板厚さ、主面、ソーダ石灰ガラス組成、および前記主面から、前記基板厚さの０．１５倍以上である第１の深さまで延在する圧縮応力層を有するガラス基板を提供する工程、および
前記主面から前記基板内の第２の深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層を形成する工程であって、前記抗菌剤が、前記主面で約１質量パーセント以上の銀イオン濃度を有するものである工程、
を有してなり、
前記抗菌ガラス物品が、４５０〜５５０ｎｍの波長で約０．１０以下の吸光度を示す、方法。
【０１４０】
実施形態１７
前記主面から前記基板内の第３の深さまで延在する第２の圧縮応力層を形成する工程をさらに有する実施形態１６に記載の方法。
【０１４１】
実施形態１８
前記抗菌ガラス物品が、約２００ＭＰａ以上の圧縮応力を有する、実施形態１６または１７に記載の方法。
【０１４２】
実施形態１９
前記第２の圧縮応力層を形成する工程が、前記主面中に複数のアルカリイオンをイオン交換する工程を有し、該複数のアルカリイオンが、ナトリウムおよびカリウムのいずれか１つ以上を含む、実施形態１６から１８いずれか１つに記載の方法。
【０１４３】
実施形態２０
前記主面の一部を除去して、加工主面を形成する工程、
をさらに有し、この除去工程が、前記抗菌剤含有層を形成する工程の前に行われ、該除去工程において除去される前記主面の一部が、前記基板の２マイクロメートルと２０マイクロメートルの間からなる、実施形態１６から１９いずれか１つに記載の方法。
【０１４４】
実施形態２１
前記主面がスズを含み、前記主面の一部を除去して、加工主面を形成する工程により、前記スズが除去される、実施形態２０に記載の方法。
【０１４５】
実施形態２２
前記抗菌剤含有層を形成する工程が、抗菌剤前駆体と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3のいずれか１つ以上とを含む溶融浴中に前記基板を浸漬する工程を有する、実施形態１６から２１いずれか１つに記載の方法。
【０１４６】
実施形態２３
前記溶融浴が、ＡｇＮＯ3と、ＫＮＯ3およびＮａＮＯ3の共晶塩混合物とを含み、該溶融浴が、約３００℃以下の温度、および約０．０１質量パーセントから約１質量パーセントの範囲のＡｇＮＯ3の濃度を有する、実施形態２２に記載の方法。
【０１４７】
実施形態２４
前記抗菌剤含有層を形成する工程が、抗菌剤前駆体を含む水溶液中に前記基板を浸漬する工程を有し、該水溶液が、ＡｇＮＯ3および約２５０℃以下の温度を有する、実施形態１６から２１いずれか１つに記載の方法。
【０１４８】
実施形態２５
前記水溶液が、約０．０１質量パーセントから約５０質量パーセントの範囲のＡｇＮＯ3の濃度を有する、実施形態２４に記載の方法。
【０１４９】
実施形態２６
前記主面がスズを含む、実施形態２２または２４に記載の方法。
【０１５０】
実施形態２７
前記ガラス基板を加熱して、前記圧縮応力層を形成する工程をさらに有し、該加熱工程が、
前記主面の一部を除去して、加工主面を得る工程であって、前記抗菌剤含有層を形成する工程の前に行われる工程の前、または
前記主面の一部を除去して、加工主面を得る工程であって、前記抗菌剤含有層を形成する工程の前に行われる工程の後、
に行われる、実施形態２６に記載の方法。
【０１５１】
実施形態２８
前記加熱工程が、前記基板を約５５０℃で焼き鈍し、次いで、炉が冷めることにより、該基板を周囲温度にする工程、または前記基板を約７００℃で焼き入れし、次いで、該基板を高速または高圧空気で急冷する工程を有する、実施形態２７に記載の方法。
【０１５２】
実施形態２９
前記基板が、インク層を含む少なくとも１つの表面を有し、前記方法が、前記少なくとも１つの表面から前記インク層を除去せずに、前記抗菌剤含有層を形成する工程を有する、実施形態２７に記載の方法。
【０１５３】
実施形態３０
抗菌ガラス物品であって、
基板厚さ、主面、およびソーダ石灰ガラス組成を有する安全ガラス基板、および
前記主面からある深さまで延在する、抗菌剤を有する抗菌剤含有層、
を備え、
前記物品が、前記主面で、約１質量パーセント以上の抗菌剤濃度を有し、
前記物品が、４５０〜５５０ｎｍの波長で約０．１０以下の吸光度を示し、
前記物品が、リング・オン・リング試験で測定して、約６００ｋｇｆ（約５８８０Ｎ）以上の平均曲げ強度を示す、物品。
【符号の説明】
【０１５４】
１０、１０ｈ    ガラス物品、ＳＬＧ物品
１２    主面
１２ａ    エッチングされた主面
１５    エッチング浴
２０    第１の浴、強化浴
２４    圧縮応力層
２８    抗菌剤含有層または領域
４０    抗菌浴
【図１Ａ】
2017520503.tif 000006
【図１Ｂ】
2017520503.tif 000007
【図２】
2017520503.tif 000008
【図３】
2017520503.tif 000009
【図４】
2017520503.tif 000010
【図５Ａ】
2017520503.tif 000011
【図５Ｂ】
2017520503.tif 000012
【図６】
2017520503.tif 000013
【図７Ａ】
2017520503.tif 000014
【図７Ｂ】
2017520503.tif 000015
【図８Ａ】
2017520503.tif 000016
【図８Ｂ】
2017520503.tif 000017
【図９】
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【図１０】
2017520503.tif 000019
【図１１】
2017520503.tif 000020
【図１２】
2017520503.tif 000021
【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月7日(2017.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
平均表面圧縮応力および圧縮応力層の深さに対する究極限界が、ガラス物品を壊れやすくすることを避けることであるのに対し、圧縮応力層の平均深さは、一般に、ガラス基板の厚さの約三分の一未満であることがある。しかしながら、ほとんどの用途において、圧縮応力層の平均深さは、約２５μｍ以上かつ約１００μｍ以下であろう。同様に、平均表面ＣＳは、約１００メガパスカル（ＭＰａ）と約１．２ギガパスカル（ＧＰａ）の間であろう。ほとんどの用途において、平均表面ＣＳは、４００ＭＰａ超かつ約６００ＭＰａ未満であろう。特定の態様において、ＳＬＧ物品は、熱処理されたガラス基板を使用しており、１００マイクロメートルを超える圧縮応力層を有し得る。
【国際調査報告】
2017520503.tif 000024
2017520503.tif 000025