CN115135615A - 抗菌玻璃组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抗菌玻璃组合物及其制造方法。本发明的抗菌玻璃组合物由如下组成：20～40重量％的SiO2；5～25重量％的B2O3；15～25重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；以及25～45重量％的CaO，从而其耐久性不降低且抗菌性优异。此外，公开了一种抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法，所述抗菌玻璃组合物是新型硅酸盐系玻璃组合物，其透明且无色，抗菌性和防霉度优异，从而在用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂等时不会引起外观变化。

Description

抗菌玻璃组合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有抗菌特性的抗菌玻璃组合物及其制造方法。
背景技术
细菌、菌类以及病毒这样的微生物普遍存在于盥洗台、冰箱搁板或洗衣机这样的我们的生活空间中。如果这种微生物进入我们的身体，则它们可能导致危及生命的感染。因此，需要一种能够控制微生物在盥洗台、冰箱搁板、烤箱或洗衣机等生活用品中的扩散的抗菌玻璃组合物。
以往，使用通过在抗菌玻璃组合物中包含各种金属氧化物来增加由水分和金属氧化物产生的氢阳离子的数量的方法。由此，水溶性介质形成酸性环境，在酸性环境中微生物会死亡。然而，如上所述，存在抗菌玻璃组合物的耐水性弱且需要形成酸性环境的问题。
另外，已知通过溶出Ag、Zn、Au这样的离子来发挥抗菌力的抗菌玻璃组合物。但是，上述元素对人体有害，而且是昂贵的成分。因此，包含上述成分的抗菌玻璃组合物的制造成本昂贵，并且可能威胁用户的健康。
此外，除了盥洗台、冰箱搁板、烤箱、洗衣机等生活用品之外，医院内的家具、医疗器械、消毒用溶液保管容器等也需要能够控制微生物的扩散的抗菌玻璃组合物。
以往，使用通过在抗菌玻璃组合物中包含钼氧化物来增加由水分和钼氧化物产生的氢阳离子的数量的方法。由此，水溶性介质形成酸性环境，通过酸性环境来消灭微生物。
然而，如果在以往的抗菌玻璃组合物内使用单一的钼氧化物，则存在耐水性弱且需要形成酸性环境的问题。
另外，为了确保足够的耐水性，有在抗菌玻璃组合物内使用由钼与银或钼与铜结合而成的复合氧化物的方法。然而，在抗菌玻璃组合物内包含复合氧化物的情况下，钼的比率降低，由此，存在难以形成水溶性介质的酸性环境而抗菌性降低的问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种利用对人体无害的成分的溶出的新型抗菌玻璃组成。
本发明的目的在于，提供一种将昂贵成分排除在外(即不含昂贵成分)的经济的新型抗菌玻璃组合物。
另外，本发明的另一实施例的目的在于，提供一种抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法，所述抗菌玻璃组合物是新型硅酸盐系玻璃组合物，其透明且无色，抗菌性和防霉度优异，从而在用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂等时不会引起外观变化。
另外，本发明的另一实施例的目的在于，提供一种抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法，所述抗菌玻璃组合物通过微量添加Ag系氧化物而不是将Cu系氧化物、Fe系氧化物等的添加排除在外(即不添加Cu系氧化物、Fe系氧化物等)来显示优异的抗菌效果的同时，也能够维持玻璃的颜色透明。
解决问题的技术方案
用于解决上述技术问题的本发明的抗菌玻璃组合物的技术特征在于，包含对人体无害的25～45重量％的CaO的同时适当地控制其他成分的组成比。
更具体而言，本发明的抗菌玻璃组合物由如下组成：20～40重量％的SiO2；5～25重量％的B2O3；15～25重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；以及25～45重量％的CaO，从而其耐久性不降低且抗菌性优异。
另外，本发明的抗菌玻璃组合物的所述SiO2的含量可以大于所述B2O3的含量，并且本发明的抗菌玻璃组合物可以包含30重量％以上的CaO。
此外，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法，所述抗菌玻璃组合物是新型硅酸盐系玻璃组合物，其透明且无色，抗菌性和防霉度优异。
因此，本发明的抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法，所述抗菌玻璃组合物在用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂等时不会引起外观变化。
此外，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物通过微量添加Ag系氧化物而不是将Cu系氧化物、Fe系氧化物等的添加排除在外来显示优异的抗菌效果的同时，也能够维持玻璃的颜色透明。
为此，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物包含：20～45重量％的SiO2；5～40重量％的B2O3；5～30重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；5～20重量％的CaO；以及0.01～2重量％的Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上。
另外，本发明的抗菌玻璃组合物还可以包括15重量％以下的TiO2。
发明效果
本发明的抗菌玻璃组合物具有通过调节组成比来即使在溶出Ca离子的情况下也不会使耐水性和耐久性降低的效果。
此外，本发明的抗菌玻璃组合物能够用作适用于多种产品群的多用途抗菌剂。
更进一步而言，本发明的抗菌玻璃组合物将昂贵的成分排除在外，从而是非常经济的。
此外，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法，所述抗菌玻璃组合物是新型硅酸盐系玻璃组合物，其透明且无色，抗菌性和防霉度优异，在用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂等时不会引起外观变化。
另外，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法通过微量添加Ag系氧化物而不是将Cu系氧化物、Fe系氧化物等的添加排除在外来显示优异的抗菌效果的同时，也能够维持玻璃的颜色透明。
其结果，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物及利用该抗菌玻璃组合物的抗菌玻璃粉末的制造方法通过调节各成分及其成分比，其耐久性优异的同时抗菌性和防霉度优异，因此适合用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂。
与上述效果一起，在说明以下具体实施方式的同时一起说明本发明的具体效果。
附图说明
图1是示出本发明的另一实施例的抗菌玻璃粉末的制造方法的工序流程图。
具体实施方式
上述目的、特征以及优点将参照附图在后述中详细地说明，据此，本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施本发明的技术思想。在说明本发明时，如果判断对于本发明相关的公知技术的具体说明可能不必要地混淆本发明的主旨，则将省略对其的详细说明。以下，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同的附图标记用于表示相同或类似的构成要素。
以下，在构成要素的“上部(或下部)”或者构成要素的“上(或下)”配置任意构成要件是指，任意构成要件不仅与所述构成要素的上表面(或下表面)接触而配置，而且在所述构成要素和所述构成要素上(或下)配置的任意构成要件之间可以设置有其他构成要件。
另外，应理解，在记载某个构成要素与另一构成要素“连接”、“结合”或“连结”的情况下，所述构成要素可以彼此直接连接或连结，但在各构成要素之间可以“设置”有其他构成要素，或者各构成要素可以通过其他构成要素“连接”、“结合”或“连结”。
在整个说明书中，如果没有特别相反的记载，则各构成要素可以是单数也可以是复数。
在本说明书中使用的单数的表达，如果在上下文中没有明确的不同含义，否则可以包括复数的表达。在本申请中，“构成”或者“包含”等术语不应解释为必须包括在说明书中记载的全部复数个构成要素或复数个步骤，而应解释为其中可以不包括一部分构成要素或一部分步骤，或者进一步包括额外的构成要素或步骤。
在整个说明书中，当“A和/或B”时，如果没有特别相反的记载，则意味着A、或者B、或者A和B，当“C至D”时，如果没有特别相反的记载，则意味着在C以上且在D以下。
以下，将详细说明本发明的抗菌玻璃组合物、其制造方法。
<抗菌玻璃组合物1>
本发明的抗菌玻璃组合物由如下组成：20～40重量％的SiO2；5～25重量％的B2O3；15～25重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；以及25～45重量％的CaO。
本发明的抗菌玻璃组合物通过溶出Ca离子而发挥优异的抗菌性，同时耐久性优异。以下，将详细说明本发明的抗菌玻璃组合物的成分。
SiO2是形成玻璃结构的核心成分，是起着玻璃结构的骨架作用的成分。本发明的抗菌玻璃组合物包含20～40重量％的SiO2。如果包含的所述SiO2超过40重量％，则在玻璃熔融时粘度增加，从而存在淬火过程中可操作性降低的问题。相反，如果包含的所述SiO2小于20重量％，则存在玻璃的结构减弱而耐水性下降的问题。
B2O3是与SiO2一起发挥能够实现使玻璃组合物玻璃化的玻璃形成剂的作用的成分。B2O3是由于熔点低，因而不仅能够降低熔融物的共熔点(共晶点，eutectic point)，而且能够发挥有助于玻璃组合物易于玻璃化的作用的成分。本发明的抗菌玻璃组合物包含5～25重量％的B2O3。如果包含的所述B2O3超过25重量％，则由于妨碍其他成分的含量，反而存在使抗菌性降低的问题。相反，如果包含的所述B2O3小于5重量％，则存在玻璃的结构弱化而使耐水性降低的问题。
优选的是，在本发明的抗菌玻璃组合物中，所述SiO2的含量可以大于所述B2O3的含量。当将本发明的抗菌玻璃组合物的组成比设计成所述SiO2的含量大于所述B2O3的含量时，即使在溶出Ca离子的情况下也能够确保适当的耐水性。
Na2O、K2O，Li2O这样的碱金属氧化物(alkali oxide)是起着在玻璃组成内进行非交联结合的网格修饰剂作用的氧化物。所述成分虽然不能单独地实现玻璃化，但如果以预定的比率与SiO2和B2O3这样的网格形成剂混合，则能够实现玻璃化。如果在玻璃组成中仅包含上述成分中的一种成分，则可能在能够实现玻璃化的区域内使玻璃的耐久性弱化。然而，如果在玻璃组成中包含两种以上的成分，则玻璃的耐久性也会因比率被再次提高。本发明的抗菌玻璃组合物包含15～25重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上。如果在组合物中包含的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上超过25重量％，则玻璃组合物的耐久性可能急剧降低。相反，如果包含的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上小于15重量％，则难以控制CaO这样的成分的水解，从而抗菌性可能降低。
CaO是在本发明中发挥玻璃组成的抗菌性的重要成分。CaO是与周围的水反应而形成Ca离子的成分。本发明的抗菌玻璃组合物包含25～45重量％的CaO。本发明的抗菌玻璃组合物通过Ca离子的溶出使周围的水的pH上升到10以上，应用本发明的抗菌玻璃的周围形成菌株无法生存的环境。另外，如果在本发明的抗菌玻璃组成中CaO的含量高，则玻璃组成的耐久性相对地降低，但是在本发明中通过控制其他成分的含量防止耐久性的降低。如果含有的CaO小于25重量％，则与周围水反应而溶出的Ca离子的量不足，从而难于发挥玻璃组成的抗菌性。相反，如果包含的CaO超过45重量％，则难以进行玻璃组成的玻璃化，并且耐久性或热物理性质可能降低。更优选的是，本发明的抗菌玻璃组合物可以包含30重量％以上的所述CaO。
<抗菌玻璃组合物的制造方法>
接下来，详细说明本发明的抗菌玻璃组合物的制造方法。
本发明的抗菌玻璃组合物的制造方法包括：提供上述抗菌玻璃组合物材料的步骤；熔化所述抗菌玻璃组合物材料的步骤；以及在淬火辊上冷却所述熔化的抗菌玻璃组合物材料而形成抗菌玻璃组合物的步骤。
在充分混合所述抗菌玻璃组合物材料之后，熔化所述抗菌玻璃组合物材料。优选的是，所述抗菌玻璃组合物材料可以在电炉中在1200～1300℃的温度范围熔化。另外，所述抗菌玻璃组合物材料可以在10～60分钟内熔化。
此后，所述熔化的抗菌玻璃组合物材料使用冷却器等，通过淬火辊进行急冷。由此，能够形成所述抗菌玻璃组合物。
<抗菌玻璃组合物的应用方法>
接下来，本发明的抗菌玻璃组合物可以涂布在对象物体的一表面。所述对象物体可以是金属板、钢化玻璃板、料理机的一部分或全部。涂布方法可以使用在对象物体的表面涂布涂布液并进行烧制的方法，或者可以使用喷涂方式。涂布方法不受特别限制。抗菌玻璃组合物可以在700～750℃的温度范围烧制300～450秒。
另外，本发明的抗菌玻璃可以用作塑料树脂注塑物的添加剂。通过将适量本发明的抗菌玻璃粉末包含在塑料树脂注塑品，能够对注塑物的表面赋予抗菌力。
以下，将通过实施例说明本发明的具体方式。
<抗菌玻璃组合物2>
本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物是新型硅酸盐系玻璃组合物，其透明且无色，抗菌性和防霉度优异，在用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂等时不会引起外观变化。
这种抗菌玻璃组合物大致可以分为两种要素。由形成玻璃结构而调节耐久性的玻璃基体(glass matrix)和发挥抗菌性能的玻璃内包含的金属离子组成。
本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物含有Ag系氧化物，为了实用地使用，为了制造具有耐水性的玻璃基体(glass matrix)，以总重量的5～40重量％严格地限制方式添加B2O3。在此，B2O3有助于使发挥抗菌效果的Ag离子的玻璃化。然而，包含一定量以上时，将带来耐水性下降的效果。另外，为了确保含有大量B2O3的玻璃的耐水性，严格控制兼具网格形成剂和网格修饰剂的作用的TiO2、CaO这样的成分的含量和碱金属成分之间的组合比。
其结果，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物通过微量添加Ag系氧化物而不是将Cu系氧化物、Fe系氧化物等的添加排除在外来显示优异的抗菌效果的同时，也能够维持玻璃的颜色透明。
为此，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物包含：20～45重量％的SiO2；5～40重量％的B2O3；5～30重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；5～20重量％的CaO；以及0.01～2重量％的Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上。
另外，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物还可以包含15重量％以下的TiO2。
此外，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物通过控制各成分及其成分比，其耐久性优异的同时抗菌性和防霉度优异。
由此，本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物适合用作玻璃搁板的涂布剂、塑料注塑品的添加剂。
以下，将详细说明本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物的各成分的作用及其含量。
SiO2是可以进行玻璃化的玻璃形成剂，是起着玻璃结构的骨架作用的核心成分。另外，虽然SiO2不用作发挥抗菌力的直接成分，但与代表性玻璃形成剂P2O5相比，在玻璃表面较少形成OH基，有利于因玻璃内的金属离子导致玻璃表面带正电荷。
这种SiO2优选以本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物总重量的20～45重量％的含量比添加，更优选的范围为30～40重量％。如果大量添加SiO2而超过45重量％，则存在玻璃熔融时粘度提高，从而在冷却过程中可操作性和收率降低的问题。相反，在添加的SiO2小于20重量％的情况下，存在玻璃的结构弱化而使耐水性降低的问题。
B2O3是与SiO2一起发挥能够使玻璃组合物的玻璃化的玻璃形成剂的作用的成分。B2O3由于熔点低，因而有助于降低熔融物的共熔点(共晶点，eutectic point)。另外，B2O3是在玻璃化熔融(melting)时，与高含量的硅酸盐系玻璃相比，结合强度较弱，起着提高难以玻璃化的Ag2O、AgNO3以及Ag3PO4中的一种以上的溶解度(solubility)的作用，从而起着有助于成为均质玻璃的作用。
这种B2O3优选以本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物总重量的5～40重量％的含量比添加，更优选范围可以是30～38重量％。在大量添加B2O3而超过40重量％的情况下，由于妨碍其他成分的含量，反而存在使抗菌性降低的问题。相反，在添加的B2O3小于5重量％的情况下，存在弱化玻璃的结合结构而使耐水性降低的问题。
在本发明的另一实施例中，SiO2优选以大于B2O3的含量的含量添加，这是只要SiO2的添加量大于B2O3的添加量才有利于确保耐水性。
Na2O、K2O，Li2O这样的碱金属氧化物(alkali oxide)是起着在玻璃组成内进行非交联结合的网格修饰剂的作用的氧化物。这种成分虽然无法单独地实现玻璃化，但如果以预定的比率与SiO2和B2O3这样的网格形成剂混合，则能够实现玻璃化。如果在玻璃组合物中仅包含所述成分中的一种成分，则可能在能够玻璃化的区域内使玻璃的耐久性弱化。但是，如果在玻璃组成中包含两种以上的成分，则玻璃的耐久性也会因比率被再次提高。这被称为混碱效应(mixed alkali effect)。
因此，Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上优选以本发明的抗菌玻璃组合物总重量的5～30重量％的含量比添加。如果大量添加Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上而超过30重量％，则玻璃组合物的热物理性质可能降低。相反，在添加的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上小于5重量％的情况下，难以控制ZnO这样的成分的水解，从而抗菌性可能降低。
CaO是在玻璃的结构方面兼具网格形成剂和网格修饰剂的作用的成分。另外，是发挥玻璃组成的抗菌性的重要成分之一。
CaO优选以本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物总重量的5～20重量％的含量比添加。在添加的CaO小于5重量％的情况下，难以发挥玻璃组成的抗菌性。相反，在大量添加CaO而超过20重量％的情况下，玻璃组成的耐久性或热物理性质可能降低。
Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3这样的铝系氧化物是能够使玻璃自行发挥抗菌效果的核心成分。Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3的离子化倾向较低，包含在硅酸盐系玻璃中时，易于以Ag金属析出，不会实现均质玻璃化。因此，在本发明中，在将B2O3以5～40重量％，更优选以30～38重量％大量含有的情况下，通过弱化结合强度，使Ag以离子化形式稳定地存在于玻璃内的均质玻璃化成为可能。
在添加的Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上小于0.01重量％的情况下，难以正常发挥玻璃的抗菌性提高效果。相反，在大量添加Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上而超过2重量％的情况下，可能因银金属的析出而导致使玻璃化不稳定。
更优选的是，在本发明中，B2O3与Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上满足下述式1。
式1：[B2O3]/[Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上]≤50
(在此，[]是各成分的重量％)。
Ag的离子化倾向低且还原性强，因此大量含有B2O3的玻璃与高含量的SiO2玻璃相比，结合强度较弱，从而有利于使Ag离子化。
但是，在上述式1中，[B2O3]/[Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上]的比率小于50的情况下，可能因银金属的析出而导致使玻璃化不稳定。因此，如上述式1所示，只要[B2O3]/[Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上]的比率满足50以上才能稳定地进行玻璃化而不发生银金属的析出。
TiO2是提高玻璃的化学耐久性和耐热性等的成分。但是，在大量添加TiO2而超过15重量％的情况下，脱离玻璃化区域，从而可能发生失透或发生不混合(unmixing)。因此，TiO2优选以本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物总重量的15重量％以下的含量比添加。
在本发明的另一实施例中，只要添加的CaO和TiO2的合计含量为5重量％以上，才能弥补因相对大量添加的B2O3而弱化的耐水性。但是，在大量添加CaO和TiO2的合计含量超过30重量％的情况下，发生失透或发生不混合，反而存在使耐水性降低的问题。
因此，CaO和TiO2的合计含量更优选限制为本发明的另一实施例的抗菌玻璃组合物总重量的5～30重量％。
以下将参照附图说明本发明的另一实施例的抗菌玻璃粉末的制造方法。
图1是示出本发明的另一实施例的抗菌玻璃粉末的制造方法的工序流程图。
如图1所示，本发明的另一实施例的抗菌玻璃粉末的制造方法：包括混合步骤S110、熔融步骤S120、冷却步骤S130以及粉碎步骤S140。
混合
在混合步骤S110中，混合并搅拌20～45重量％的SiO2；5～40重量％的B2O3；5～30重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；5～20重量％的CaO；以及0.01～2重量％的Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上而形成抗菌玻璃组合物。
在本步骤中，SiO2优选以大于B2O3的含量的含量添加。
另外，B2O3与Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上优选满足下述式1。
式1：[B2O3]/[Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上]≤50
(在此，[]是各成分的重量％)。
另外，抗菌玻璃组合物还可以包含15重量％以下的TiO2。
此外，CaO和TiO2更优选以5～30重量％的合计含量添加。
熔融
在熔融步骤S120中，熔融抗菌玻璃组合物。
在本步骤中，熔融优选在1,200～1,300℃实施1～60分钟。在熔融温度小于1,200℃，或者熔融时间小于1分钟的情况下，存在抗菌玻璃组合物无法完全熔融而发生玻璃熔融物的不混合的问题。相反，在熔融温度超过1,300℃，或者熔融时间超过60分钟的情况下，需要过多的能量和时间，因此不够经济。
冷却
在冷却步骤S130中，将熔融的抗菌玻璃组合物冷却至常温。
在本步骤中，冷却优选以炉冷(cooling in furnace)方式进行。在应用空冷或水冷的情况下，抗菌玻璃的内部应力会严重形成，根据情况可能会发生裂纹，因此冷却优选为炉冷。
粉碎
在粉碎步骤S140中，粉碎已冷却的抗菌玻璃。此时，粉碎优选利用干式粉碎机。
通过这种粉碎，抗菌玻璃被微细粉碎而制造抗菌玻璃粉末。这种抗菌玻璃粉末优选具有30μm以下的平均直径，更优选的范围可以是15～25μm的平均直径。
<实施例1>
<抗菌玻璃组合物的制造>
制造具有下述表1中记载的组成比的抗菌玻璃组合物。将各成分的原材料在V型混合机(V-mixer)中充分混合3小时。在此，Na2O、K2O、Li2O以及CaO的原材料分别使用Na2CO3、K2CO3、Li2CO3以及CaCO3，其余成分使用与表1中记载的成分相同的成分。将混合的材料在1300℃充分熔融30分钟，并在淬火辊(quenching roller)上进行急冷后，获得碎玻璃。
将由上述过程获得的碎玻璃通过粉碎机(球磨机，ball mill)控制初始粒度，然后利用喷射研磨机粉碎约5小时，然后将其通过325目筛(ASTM C285-88)，将D50粒径控制为5～15μm，最终制造抗菌玻璃粉末。
[表1]
成分 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2
SiO<sub>2</sub> 27.4 27.4 24.2 30.6 40
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 21 10.5 14.1 23.5 7.8
Na<sub>2</sub>O 11.6 11.6 10.5 12.9 12.2
K<sub>2</sub>O 6.3 6.3 3.4 7.1 6.7
Li<sub>2</sub>O 2.1 2.1 3.7 2.4 -
CaO 31.6 42.1 44.1 - 11.1
ZnO - - - 23.5 22.2
<添加有抗菌玻璃的塑料注塑物的制造>
利用聚丙烯树脂制造200mm×100mm以及厚度为3mm程度的注塑物。制造三个分别包含4重量％的实施例1～3的抗菌玻璃粉末的注塑物、两个分别包含4重量％的比较例1、2的抗菌玻璃粉末的注塑物。对上述五个注塑物进行对抗生物膜的实验。
<实验例-抗菌度，抗生物膜>
对由所述实施例和比较例制造的注塑物评价如下抗菌特性。
为了确认本发明的抗菌玻璃组合物的抗菌力，利用ASTM E2149-13a振荡烧瓶法。
为了确认抗生物膜效果，利用标准试验法ASTM E2562-12。
[表2]
Figure BDA0003797592530000131
如上述表2所述，可以确认本发明的实施例的抗菌性能非常优异。
确认到上述比较例的抗菌性能与上述实施例相比非常不令人满意。
<实施例2>
1.抗菌玻璃粉末的制造
实施例2-1
将具有表3中记载的组成的抗菌玻璃组合物在电炉中以1,250℃的温度熔融，然后在不锈钢(stainless steel)钢板上以空冷方式以玻璃块状冷却，获得碎玻璃(cullet)形式的抗菌玻璃。之后，将抗菌玻璃用干式粉碎机(球磨机，ball mill)粉碎之后，通过400目筛，制造D50粒径为15μm的抗菌玻璃粉末。
实施例2-2
除了将具有表3中记载的组成的抗菌玻璃组合物在电炉中以1,240℃的温度熔融之外，通过与实施例2-1相同的方法制造D50粒径为20μm的抗菌玻璃粉末。
实施例2-3
除了将具有表3中记载的组成的抗菌玻璃组合物在电炉中以1,250℃的温度熔融之外，通过与实施例2-1相同的方法制造D50粒径为22μm的抗菌玻璃粉末。
比较例2-1
除了将具有表3中记载的组成的抗菌玻璃组合物在电炉中以1,250℃的温度熔融之外，通过与实施例2-1相同的方法制造D50粒径为15μm的抗菌玻璃粉末。
比较例2-2
除了将具有表3中记载的组成的抗菌玻璃组合物在电炉中以1,260℃的温度熔融之外，通过与实施例2-1相同的方法制造D50粒径为20μm的抗菌玻璃粉末。
[表3]
(单位：重量％)
成分 实施例2-1 实施例2-2 实施例2-3 比较例2-1 比较例2-2
SiO<sub>2</sub> 37.8 35.8 35.9 30.6 39.8
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 35.3 35.2 33.5 23.5 7.7
Na<sub>2</sub>O 8.8 8.4 8.4 12.9 12.2
K<sub>2</sub>O 8.8 8.4 8.4 7.1 6.6
Li<sub>2</sub>O - - - 2.4 -
ZnO - - - 23.5 22.1
CaO 8.8 7.0 8.4 - 11.1
TiO<sub>2</sub> - 4.5 4.8 - -
Ag<sub>2</sub>O 0.5 - - - 0.4
AgNO<sub>3</sub> - 0.7 - - -
Ag<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - - 0.6 - -
总计 100 100 100 100 100
2.抗菌度的测定
表4示出由实施例2-1～2-3和比较例2-1～2-2制造的抗菌玻璃粉末的抗菌度的测定结果。此时，为了确认各抗菌玻璃粉末的抗菌度，通过ASTM E2149-13a，振荡烧瓶法测定对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性值。另外，对肺炎杆菌和绿脓杆菌的抗菌力也进行追加评价。
另外，为了确认各抗菌玻璃粉末的防霉度，将由实施例1～3和比较例1制造的抗菌玻璃粉末与蒸馏水混合的混合溶液以100μm的厚度涂布在由50mm(宽)、50mm(长)、4mm(厚)的竹胶合板制作的试样上，然后用ASTM G21-15，防霉试验法(使用菌株：黑曲霉ATCC 9642(Aspergillus niger ATCC 9642)、球毛壳菌ATCC 6205(Chaetomium globosum ATCC6205)、嗜松青霉ATCC 11797(Penioillium pinophilum ATCC 11797)、绿粘帚霉ATCC 9645(Gliooledium virens ATCC 9645)、出芽短梗霉ATCC 15233(Aureobasidium pullulansATCC 15233))进行实验。
<防霉度的判断标准>
0级：无菌株生长
1级：在试样上生长10％以下
2级：在试样上生长超过10％～30％以下
3级：在试样上生长超过30％～60％以下
4级：在试样上生长超过60％
[表4]
Figure BDA0003797592530000151
如表3和表4所示，可以确认由实施例2-1～2-3制造的抗菌玻璃粉末显示为99％以上的抗菌度。
相反，可以确认由比较例2-1制造的抗菌玻璃粉末显示为约92％以下的抗菌度。
另外，比较例2-2由于银的析出而没有实现玻璃化。在此，虽然比较例2-2的B2O3满足本发明中提出的范围，但由于不满足式1，所以引起银的析出。
此外，防霉度测定结果，利用由实施例2-1～2-3制造的抗菌玻璃粉末时，测定出防霉度为0级，菌株无法生长，但是利用由比较例2-1制造的抗菌玻璃粉末时，测定出防霉度为1级，确认防霉度不好。
如上所示，对本发明进行了说明，但是本发明不受本说明书中公开的实施例的限制，在本发明的技术思想的范围内，可以由本领域的普通技术人员进行各种变形，这是显而易见的。此外，即使在以上说明本发明的实施例时没有明确地记载本发明的构成的作用效果，也应当认可通过所述构成可预测的效果。

Claims (17)

1.一种抗菌玻璃组合物，其中，
所述抗菌玻璃组合物由如下组成：
20～40重量％的SiO2；
5～25重量％的B2O3；
15～25重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；以及
25～45重量％的CaO。
2.根据权利要求1所述的抗菌玻璃组合物，其特征在于，
所述SiO2的含量大于所述B2O3的含量。
3.根据权利要求1所述的抗菌玻璃组合物，其特征在于，
包含30重量％以上的所述CaO。
4.一种抗菌玻璃组合物的制造方法，其中，包括：
提供抗菌玻璃组合物材料的步骤；
熔化所述抗菌玻璃组合物材料的步骤；以及
在淬火辊上冷却已熔化的所述抗菌玻璃组合物材料而形成抗菌玻璃组合物的步骤，
所述抗菌玻璃组合物材料由如下组成：
20～40重量％的SiO2；
5～25重量％的B2O3；
15～25重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；以及
25～45重量％的CaO。
5.根据权利要求4所述的抗菌玻璃组合物的制造方法，其特征在于，
所述SiO2的含量大于所述B2O3的含量。
6.根据权利要求4所述的抗菌玻璃组合物的制造方法，其特征在于，
所述抗菌玻璃组合物包含30重量％以上的所述CaO。
7.一种抗菌玻璃组合物，其中，
包含：
20～45重量％的SiO2；
5～40重量％的B2O3；
5～30重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；
5～20重量％的CaO；以及
0.01～2重量％的Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上。
8.根据权利要求7所述的抗菌玻璃组合物，其中，
以大于所述B2O3的含量的含量添加有所述SiO2。
9.根据权利要求7所述的抗菌玻璃组合物，其中，
所述B2O3与所述Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上满足下述式1，
式1：[B2O3]/[Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上]≤50，在此，[]是各成分的重量％。
10.根据权利要求7所述的抗菌玻璃组合物，其中，
还包含15重量％以下的TiO2。
11.根据权利要求10所述的抗菌玻璃组合物，其中，
以5～30重量％的合计含量添加有所述CaO和所述TiO2。
12.一种抗菌玻璃粉末的制造方法，其中，
(a)混合并搅拌20～45重量％的SiO2；5～40重量％的B2O3；5～30重量％的Na2O、K2O以及Li2O中的一种以上；5～20重量％的CaO；以及0.01～2重量％的Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上而形成抗菌玻璃组合物的步骤；
(b)熔融所述抗菌玻璃组合物的步骤；
(c)冷却已熔融的所述抗菌玻璃组合物的步骤；以及
(d)粉碎所述冷却的抗菌玻璃的步骤。
13.根据权利要求12所述的抗菌玻璃粉末的制造方法，其中，
在所述(a)步骤中，以大于所述B2O3的含量的含量添加所述SiO2。
14.根据权利要求12所述的抗菌玻璃粉末的制造方法，其中，
在所述(a)步骤中，所述B2O3与所述Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上满足下述式1，
式1：[B2O3]/[Ag2O、Ag3PO4以及AgNO3中的一种以上]≤50，在此，[]是各成分的重量％。
15.根据权利要求12所述的抗菌玻璃粉末的制造方法，其中，
在所述(a)步骤中，所述抗菌玻璃组合物还包含15重量％以下的TiO2。
16.根据权利要求12所述的抗菌玻璃粉末的制造方法，其中，
在所述(a)步骤中，以5～30重量％的合计含量添加所述CaO和所述TiO2。
17.根据权利要求12所述的抗菌玻璃粉末的制造方法，其中，
在所述(b)步骤中，所述熔融是在1,200～1,300℃进行1～60分钟。
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