MÉTODOS PARA FABRICAR UN SUSTRATO CON PROPIEDADES ANTIMICROBIANAS.

Métodos para fabricar un sustrato con propiedades antimicrobianas [0001] La presente invención se refiere a un sustrato, en particular a un sustrato de tipo vidrio o un sustrato metálico, en el que al menos una de sus superficies tiene propiedades antimicrobianas, en particular antibacterianas o antifúngicas. La presente invención también se refiere a un proceso para la producción de dicho sustrato. [0002] En el campo de los sustratos cerámicos, el documento EP 653 161, por ejemplo, describe la posibilidad de recubrirlos con un vidriado compuesto por plata para proporcionarles propiedades antibacterianas. [0003] En el campo de los sustratos de tipo vidrio, se sabe que los procesos de tipo sol-gel proporcionan una superficie antimicrobiana. Estos procesos requieren una fase de endurecimiento de la capa de sol-gel, que implica temperaturas elevadas del orden de 500º-600ºC (temperatura de sinterización). También se conocen procesos que requieren que el sustrato se sumerja en una composición que comprende una sal de plata. En este caso, no se deposita una capa de plata, pero tiene lugar un intercambio de iones en la solución a una temperatura elevada. [0004] También se conoce un proceso para producir un sustrato de vidrio que tiene propiedades antimicrobianas a partir del documento EP 1449816. Este proceso requiere tanto una fase de secado entre 20º y 105ºC como un tratamiento térmico a 600º-650ºC. Este tratamiento térmico tiene algunas desventajas, particularmente con respecto al coste y a la uniformidad del producto. Además, hace que el proceso sea muy poco reproducible, puesto que se ha descubierto que a estas temperaturas la difusión de la plata es muy rápida y una ligera variación en la duración del tratamiento térmico da como resultado una variación significativa en la profundidad de difusión de la plata y, por lo tanto, esto causa una variación en las propiedades antibacterianas del sustrato. Cabe señalar que dicho tratamiento térmico causa una coloración amarilla indeseable de un sustrato de vidrio de sosa-cal. Además, con este procedimiento, después de haberse tratado, el producto ya no puede cortarse en un tamaño particular debido al proceso de templado necesario. [0005] También se conoce un proceso para obtener sustratos antimicrobianos a partir del documento US 2002/0001604 A1. El Ejemplo 1 describe un proceso en el que un sustrato de vidrio de sosa-cal se recubre con una dispersión coloidal acuosa de plata y después se trata térmicamente o a una temperatura de 500ºC durante 30 minutos. [0006] Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar un sustrato, de vidrio o metálico, con propiedades antimicrobianas, que sea fácil de usar y económico de producir. [0007] De acuerdo con una realización, la presente invención se refiere a un proceso para la producción de un sustrato (en particular vidrio) que tiene propiedades antimicrobianas, caracterizada por que comprende las etapas siguientes: (i) deposición de una capa no gelificante que comprende un agente antimicrobiano inorgánico en forma de metal, quelato o ión en al menos una de las superficies del sustrato de vidrio; (ii) difusión del agente en o bajo dicha al menos una superficie del sustrato por tratamiento térmico a una temperatura superior a 200 e inferior a 380ºC, durante un periodo en el intervalo de entre 5 minutos y 40 minutos. [0008] De acuerdo con otra realización en relación con un sustrato de vidrio o metal, el proceso se caracteriza por que comprende las etapas secuenciales siguientes: (i) deposición de una capa no gelificante de metal que comprende un agente antimicrobiano inorgánico, obtenido al principio de un precursor, en forma de metal, coloide, quelato o ión, en al menos una de las superficies del sustrato; (ii) deposición de un recubrimiento superior; (iii) difusión del agente en dicho recubrimiento superior por tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 200 y 750 ºC durante un periodo en el intervalo de entre 2 minutos y 2 horas. [0009] Durante el tratamiento térmico, el agente antimicrobiano puede difundirse bajo la superficie hacia el centro del sustrato si no se aplica ningún recubrimiento, o en un recubrimiento inferior o en un recubrimiento superior en el caso de que se apliquen esos recubrimientos sobre el sustrato. [0010] Si se aplica un recubrimiento inferior, puede comprender ventajosamente una primera capa que tiene la función de bloquear o ralentizar la migración del agente antimicrobiano, y una segunda capa que sirva como depósito para los agentes antimicrobianos. Esas funciones pueden determinarse en un producto fabricado de acuerdo con la invención comparando el efecto antimicrobiano de productos similares con y sin recubrimiento inferior y/o analizando los perfiles de difusión (véanse las figuras 1 y 2). 2   [0011] Cada capa del recubrimiento inferior puede tener en particular un espesor comprendido entre 5 y 1000 nm, preferentemente entre 8 y 800 nm, más preferentemente entre 10 y 600 nm. [0012] El sustrato puede ser una lámina de vidrio plano, particularmente vidrio de sosa-cal que puede ser vidrio flotado. Puede ser vidrio transparente. El vidrio puede tener un espesor dentro del intervalo de 2,5 a 12 mm. Puede ser vidrio transparente o vidrio coloreado. Puede comprender una capa reflectante (para formar un espejo) o una capa de esmalte o pintura (para recubrimiento de paredes), generalmente en la superficie opuesta a la superficie antimicrobiana. [0013] El sustrato puede tener un área superficial superior a de 0,8 m a 0,8 m; puede adaptarse a cortarse en un tamaño de acabado mediante una operación de corte posterior. [0014] Cuando el sustrato es un vidrio de sosa-cal transparente, de acuerdo con una realización preferida, la temperatura máxima del tratamiento térmico es preferentemente inferior a 350ºC y, ventajosamente superior a 200ºC, preferentemente superior a 220ºC y se prefiere particularmente superior a 240ºC. [0015] La duración del tratamiento térmico debe ajustarse de acuerdo con la temperatura seleccionada. En particular para la segunda realización, se encuentra que una duración en el intervalo de preferentemente entre 5 minutos y 1 hora, y se prefiere particularmente entre 7 y 40 minutos. [0016] Una combinación de temperatura-duración particularmente ventajosa ha demostrado ser una temperatura en el intervalo de entre 200º y 350ºC a lo largo de un periodo que varía de 10 a 30 minutos. [0017] El agente antimicrobiano puede seleccionarse de diversos agentes inorgánicos conocidos por sus propiedades antimicrobianas, en particular plata, cobre y cinc. Ventajosamente, el agente antimicrobiano está en forma metálica. [0018] El proceso de acuerdo con la invención comprende ventajosamente una etapa adicional (iii) que consiste en eliminar cualquier exceso de agente antimicrobiano que quede en la superficie, es decir, que no se haya difundido durante la etapa del tratamiento térmico (ii). Esta eliminación puede conseguirse por lavado. En particular, son adecuadas soluciones basadas en HNO3, FeCl3 o Fe(NO3)3 para dicho proceso de lavado. Este lavado puede evitar que quede cualquier agente antimicrobiano en la superficie en forma metálica en una cantidad tal que pudiera provocar que la superficie tratada fuera demasiado reflectante. Para algunas aplicaciones, se prefiere que el sustrato tratado de acuerdo con la invención no muestre ningún aumento significativo en la reflexión de luz (RL) o ninguna reducción significativa en la transmisión de luz (TL) en relación con el sustrato no tratado. [0019] Se ha descubierto que con el proceso de acuerdo con la invención, puede depositarse una cantidad muy pequeña del agente antimicrobiano sobre dicha al menos una superficie del sustrato. En algunos casos, puede ser apropiada una cantidad de más de 5 mg/m 2 , preferentemente más de 20 mg/m 2 y se prefiere particularmente de más de 35 mg/m 2 de superficie a tratar. Sin embargo, el uso de concentraciones mucho mayores (800 ó 900 mg/m 2 ) no obstaculiza el resultado, en su lugar dichas concentraciones han demostrado ser simplemente innecesarias y pueden requerir que se elimine el exceso en una escala mucho más significativa. [0020] Diversos métodos conocidos de por sí pueden ser adecuados para depositar la capa que comprende el agente antimicrobiano. En particular, la deposición es posible por pulverización pirolítica, por bombardeo iónico o por un método similar al método usado para la producción de espejos, que comprende la pulverización de una sal de un agente antimicrobiano tal como AgNO3 y la precipitación por reducción del agente antimicrobiano en forma de metal. [0021] Pueden considerarse diversos tipos de sustrato de vidrio dependiendo de las aplicaciones buscadas. Además del vidrio flotado de sosa-cal transparente tradicional, también puede usarse un vidrio que esté coloreado, esmerilado o estampado.... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la producción de un sustrato de tipo vidrio que tiene propiedades antimicrobianas, caracterizado por que comprende las etapas siguientes: (i) deposición de una capa no gelificante de metal que comprende un agente antimicrobiano inorgánico obtenido al principio de un precursor, en forma de metal, quelato o ión, sobre al menos una de las superficies expuestas del sustrato; (ii) difusión del agente bajo dicha al menos una superficie expuesta al sustrato por tratamiento térmico a una temperatura superior a 200 e inferior a 380 ºC, durante un periodo en el intervalo de entre 5 minutos y 40 minutos. 2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la temperatura del tratamiento térmico es inferior a 350 ºC. 3. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura del tratamiento térmico es superior a 220 ºC, y se prefiere particularmente superior a 240ºC. 4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tratamiento térmico se realiza durante un periodo en el intervalo de entre 8 y 40 minutos. 5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tratamiento térmico se realiza a una temperatura en el intervalo de entre 200º y 350ºC durante un periodo que varía de 10 a 30 minutos. 6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el precursor usado en la etapa (i) está en una forma metálica o iónica, en particular en forma iónica y disuelto en una solución acuosa. 7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la capa que comprende el agente antimicrobiano se deposita mediante bombardeo iónico al vacío o mediante un método que implica la precipitación de agentes antimicrobianos metálicos por reducción de una sal correspondiente. 8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el agente antimicrobiano se selecciona de plata, cobre y cinc. 9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cantidad de agentes antimicrobianos depositados sobre dicha al menos una superficie el sustrato es superior a 5 mg/m 2 , preferentemente superior a 10 mg/m 2 , y se prefiere particularmente superior a 20 mg/m 2 . 10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato se recubre con un recubrimiento inferior antes de la deposición de la etapa (i), y por que la difusión de la etapa (ii) se produce principalmente dentro del recubrimiento. 11. Proceso de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que el recubrimiento inferior comprende una primera capa inferior, que tiene la función de bloquear o ralentizar la migración del agente antimicrobiano, y una segunda capa inferior, que sirve como depósito para los agentes antimicrobianos. 12. Proceso de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que la capa inferior de bloqueo se selecciona entre capas pirolíticas y obtenidas por bombardeo iónico, en particular capas que comprenden un compuesto de óxido de metal, metal o aleación de metal, tal como Pd, NiCr, TiOx, NiCrOx, Nb, Ta, Al, Zr o ZnAl, o mezcla de los mismos. 13. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que la capa inferior comprende una primera capa basada en ZrO2 y una segunda capa basada en TiO2, en particular en la forma cristalizada de anatasa. 14. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato es un sustrato de tipo vidrio, en particular un vidrio de sosa-cal transparente. 15. Proceso para la producción de un sustrato de vidrio o metal que tiene propiedades antimicrobianas, caracterizado por que comprende las etapas siguientes: a. deposición de una capa no gelificante de metal que comprende un agente antimicrobiano inorgánico, obtenida al principio de un precursor, en forma de metal, coloide, quelato o ión, sobre al menos una de las superficies del sustrato; b. deposición de un recubrimiento superior 9   c. difusión del agente en dicho recubrimiento superior por tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 200 y 750 ºC durante un periodo en el intervalo de entre 2 minutos y 2 horas. 16. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que la cantidad total de agentes antimicrobianos que comprende el sustrato es superior a 0,1 mg/m 2 , preferentemente superior a 1 mg/m 2 , y se prefiere particularmente superior a 10 mg/m 2 de superficie antimicrobiana. 17. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en al menos una de las siguientes bacterias: E. coli, S. aureus, P. aeruginosa (medido de acuerdo con la norma JIS Z 2801), el sustrato tiene un efecto bactericida superior a log 2, y se prefiere particularmente superior a log 2,5. 18. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato tiene un efecto antimicrobiano después de cualquiera de los ensayos de envejecimiento acelerado siguientes: pulverización en húmedo (ensayo durante 20 días en una cámara con una humedad de más del 95% y a 40 ºC), 500 horas de irradiación UV (lámparas 4 340A ATLAS, cámara a 60 ºC), después de 24 horas sumergido en una solución de H2SO4 (0,1 N), después de 24 horas sumergido en una solución de NaOH (0,1 N). 19. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato comprende agentes antimicrobianos que se difunden hacia al menos una de sus superficies expuestas, de modo que la relación I(CsAg)/I(CsSi) (media en la superficie usando el método de SIMS dinámico) es superior a 0,020, y se prefiere particularmente superior a 0,025. 20. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato tiene una coloración neutra en reflexión, es decir, los índices colorimétricos a* y b* están en el intervalo de entre -10 y 6, preferentemente entre -5 y 3, y se prefiere particularmente entre -2 y 0, y la pureza es inferior al 15%, preferentemente inferior al 10%, y se prefiere particularmente inferior al 5%. 21. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato tiene una absorción integrada de luz visible de menos del 1,5%, preferentemente de menos del 1,4% y se prefiere particularmente de menos del 1,3%. 22. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato está recocido.   11   12   13   REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN Esta lista de referencias citadas por el solicitante es sólo para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en la compilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto. Documentos de patentes citados en la descripción EP 653161 A [0002] EP 1449816 A [0004] US 20020001604 A1 [0005] 14