專利名稱：：具有銀薄膜的抑菌基材及其制造方法和制備裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種具有銀薄膜的抑菌基材及其制造方法和制備裝置，具體為一種利用高科技產業使用的濺鍍設備在各種基材上濺鍍具有抑菌效果的納米等級的銀薄膜，并可應用在各種基材上形成抑菌效果的制造方法，如將其應用在紗布上，有效的殺滅細菌，加速傷口的愈合。
背景技術：
：抗菌材料的起源從遠古時代人們就開始使用，人們發現用銀和銅容器留存的水不宜變質，后來皇宮達貴富人吃飯時又習慣使用銀筷子，民間又用銀制成飾品佩帶，我國民間很早就開始認識到銀有抗菌作用。雖然如此，但時到今日，科學家對其殺菌機制所知還是甚為有限[1,2，3]。大體而言，它們均是透過破壞細菌用來傳遞營養的酶素(一種蛋白質)，或是削弱細菌之細胞膜壁或細胞質功能來達到殺菌的目的。例如，銀粒子可作為氧化反應的催化劑，破壞酵母素中的-SH鍵結，使細菌無法有效地合成其生存所需的蛋白質或營養。銀粒子也可在水或空氣中做為產生原子氧的催化劑，來達到像雙氧水一樣的殺菌效果。Song等人的研究[2]顯示納米銀雖是很好的空氣殺菌劑，但其殺菌機制可能因菌種之不同而異。Burrell等人的研究[4,5]甚至發現含銀衣物在空氣中的抗菌效果比常用的硝酸銀溶液等更佳。銀還有卓越的抗生素及滅菌作用。一般的抗生素平均只能對6種病菌起到作用，但銀能消滅650種病菌。銀離子能消弱病菌體內做活力作用的酵素，因而能夠防止副作用和病菌的耐性強化，根本上控制病菌的繁殖。所謂納米銀是將貴金屬中的"銀"納米化，然后運用在各式消費品上。但目前的納米化技術都著重于如何制造納米微粒的技術研究，再以其它方式附著于應用產品上，其納米銀本身制造成本極為昂貴。目前納米化技藝中的制造方法通常有以下幾種1、浸染納米銀溶液后干燥。材料先經納米制程，成本高且附著性不強，容易脫落。2、納米銀粉混合膠體噴涂。材料先經納米制程，膠體包覆于銀粒子表面，材料利用面有限，為達效果須增加材料比例，且干燥過程污染高。3、抽銀纖維混紡。混紡比例高雖然效果增加，但成本極高且手感變差。混紡比例低抗菌效果差。4、納米銀粉混合于原材料射出。成本高利用率低，絕大部分非附著表面的納米銀無作用。真空濺鍍使用于半導體、光電、顯示器等產業，其基本功能為可濺鍍半導體產業中所需的膜層，如金屬以及非金屬類的金屬氧化物、氮化物，其應用的濺鍍厚度介于1,000A10，000A(1.Oym)間，作為半導體材料的導電層或絕緣層使用，目前已有技術將此方法應用在納米銀抑菌薄膜生產制造方面。如專利公開號為CN1387760公開的一種鈉米銀殺菌布、其制造方法以及其用途，其特點是基布的外表面濺射有一層狀的金屬銀膜，方法是在真空室內放有固體金屬銀柱，將基布送入真空室內，使真空室內的真空度達到5x10-5-9xi(T托，注入氬氣，使真空室內的真空度保持在7x10—4-9><10-4托，確保冷卻水正常流動的情況下，打開直流電源開關，濺射l-2分鐘后，使基布運動線速度在1米/分-3米/分，基布全部走完，繼續濺射l-2分鐘后，基布即制成鈉米銀殺菌布，該鈉米銀殺菌布具有殺菌功能，可制成日用品、醫用品。這中技術雖然在基布的外表面形成了金屬銀膜，但也存在以下缺陷1、濺鍍設備不能連續送料，致使工作效率低；2、形成的銀薄膜較厚，浪費銀材料，造價較高。
發明內容本發明的目的是在提供一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，既解決傳統銀薄膜的抑菌基材制造方法中上述各種問題，又彌補了現有濺鍍納米銀技術的缺陷。本發明的另一目的是為了提供上述具有銀薄膜的抑菌基材的裝置。本發明的發明目的可以通過以下技術方案來實現。一種具有銀薄膜的抑菌基材，包括基材，所述基材上濺鍍有20-40nm的銀薄膜，具有抑菌功能。這種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，它包括以下步驟1)濺鍍準備在預抽腔前將基材放置于可傳動的載具上，打開預抽腔，將基材送進預抽腔內。將預抽腔的壓力抽至10—4托后，基材在此等侍；一旦濺鍍腔內送出已濺鍍過的基材后，即可開腔讓待鍍之基材進入。2)濺鍍形成納米級銀薄膜在濺鍍腔中設置一濺鍍靶源，此濺鍍靶源上放置靶材；當基材傳動至濺鍍腔內后，即可關閉腔門開始抽氣。當壓力達到10x10—6~6xi(T托時，即可充入惰性氣體氬，并通過預定功率的電流使其形成Ar+電漿；當Ar+被加速往銀靶材上撞擊后，它們能將銀原子轟擊濺出，并沉積附著在底材的表面，形成納米級的銀薄膜。3)送出成品濺鍍完后，即可開腔將基材向另一預抽腔送出。步驟2中所述的靶材為銀靶材或氧化銀靶材。所述的基材選自纖維材料和塑膠材料。步驟2中所述的氣體為氬氣，(流量為1~10mtorr)運用等離子電漿的氬氣原子(帶正電)撞擊負極的銀靶，將銀原子撞出后，以一定的加速度附著于轉動的基材上。步驟2中所述的預定功率為5-20kw及基材轉動的速度為1~10米/分的條件下，所得的納米銀粒子厚度可有效控制在1550nm的范圍，均勻的分布在被鍍之基材上。基材與靶材的面積比是4:5兩者間的距離為3~7cm。所得的銀薄膜的厚度為20~40nm，堆積層數為120-160個銀原子。一種制造具有銀薄膜的抑菌基材的裝置，包括預抽腔和濺鍍腔，所述的預抽腔設置于兩端，中間為濺鍍腔，預抽腔與濺鍍腔相連通；載具水平貫通于預抽腔和濺鍍腔，并通過傳動軸傳動，將基材連載到下一個腔體；所述的預抽腔上設置有抽氣機構，所述的抽氣機構自腔體向外依次為氣閥、魯式泵和旋轉泵；所述的濺鍍腔上設置有抽氣機構，所述的抽氣機構自腔體向外依次為渦輪泵、氣閥、魯式泵和旋轉泵；在濺鍍腔上還設有與氬氣源相通的管道，濺鍍腔與氬氣源之間由氣閥控制。預抽腔的主要目的是當濺鍍腔在工作時，它可預抽空氣，縮短將濺鍍腔抽氣的時間。所述載具材質為鋁合金，傳送部分為齒輪。本裝置的氣閥和各類泵持續工作，預抽腔的使用大大縮短了濺鍍腔抽氣的時間，使濺鍍腔內氣壓可迅速達到所需氣壓，從而可以連續地送料至濺鍍裝置。通過本發明技術方案制得的抑菌基材，具有成本低，在基材表面形成的銀薄膜厚度均勻且不易脫落，具有很好的附著力等優點，本發明的裝置具有可以連續送料的特點，大大提高了生產效率。圖1為本發明濺鍍裝置的結構示意圖；圖中1、濺鍍腔2、預抽腔3、載具4、傳動軸氣閥6、魯式泵7、旋轉泵8、渦輪泵具體實施方式下面結合附圖及實施例進一步闡述本發明的特點如圖1所示(圖中MFC為質量流量控制器)的制造具有銀薄膜的抑菌基材的裝置，包括預抽腔2和濺鍍腔1，所述的預抽腔2設置于兩端，中間為濺鍍腔l,預抽腔2與濺鍍腔1相連通；載具3水平貫通于預抽腔2和濺鍍腔1，并通過傳動軸4傳動，將基材連載到下一個腔體；所述的預抽腔2上設置有抽氣機構，所述的抽氣機構自腔體向外依次為氣閥5、魯式泵6和旋轉泵7;所述的濺鍍腔l上設置有抽氣機構，所述的抽氣機構自腔體向外依次為渦輪泵8、氣閥5、魯式泵6和旋轉泵7;在濺鍍腔1上還設有管道與氬氣源相通，濺鍍腔1與氬氣源之間由氣閥5控制。預抽腔2的主要目的是當濺鍍腔1在工作時，它可預抽空氣，縮短將濺鍍腔1抽氣的時間。實施例1選取一塊布料作為基材；將真空腔體內的氣壓控制在6x10—6T0rr,當基材到達濺鍍腔后，在濺鍍腔體內充入lmtorr/min流量的氬氣，啟動直流電源供應器對磁控式濺鍍靶通以功率為5Kw的直流電源形成氬氣電漿；銀靶材上的銀原子被電漿轟擊濺出，并沉積附著在基材的一表面形成納米級的銀薄膜。前述預定功率在銀靶材的功率密度值(電功率/銀靶材被電漿轟擊表面的面積)控制在0.5w/cm2~25w/cm2之間，使形成之納米銀厚度在20~40納米之間(借由銀原子一個個堆棧在基材的表面上，來形成該銀薄膜)，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀原子抑菌的功能。底材和銀靶材間的距離為30mm。實施例2選取一塊塑膠作為基材；將真空腔體內的氣壓控制在10x10-6Torr,當基材到達濺鍍腔后，在濺鍍腔體內充入10mtorr/min流量的氬氣，啟動直流電源供應器對磁控式濺鍍靶通以功率為20Kw的直流電源形成氬氣電漿；銀靶材上的銀原子被電漿轟擊濺出，并沉積附著在基材的一表面形成納米級的銀薄膜。前述預定功率在銀靶材的功率密度值(電功率/銀靶材被電漿轟擊表面的面積)控制在0.5w/cm2~25w/cm2之間，使形成之納米銀厚度在30~40納米之間(借由銀原子一個個堆棧在基材的表面上，來形成該銀薄膜)，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀原子抑菌的功能。底材和銀靶材間的距離為70mm。實施例3選取一塊無紡布作為基材；將真空腔體內的氣壓控制在8xl(T6T0rr，當基材到達濺鍍腔后，在濺鍍腔體內充入20mtorr/min流量的氬氣，啟動直流電源供應器對磁控式濺鍍靶通以功率為15Kw的直流電源形成氬氣電漿；銀靶材上的銀原子被電漿轟擊濺出，并沉積附著在基材的一表面形成納米級的銀薄膜。前述預定功率在銀靶材的功率密度值(電功率/銀靶材被電漿轟擊表面的面積)控制在0.5w/cm2~25w/cm2之間，使形成之納米銀厚度在35~40納米之間(借由銀原子一個個堆棧在基材的表面上，來形成該銀薄膜)，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀原子抑菌的功能。底材和銀靶材間的距離為50nra。用上述方法制得的納米銀紗布，具備消毒殺菌功能，其測試數據如下試驗菌種金黃色葡萄球菌ATCC6538試驗要求對紗布樣品指定部位進行殺菌效果測試。試驗方法ATCC100-2004紡織品抗菌性測試定量試驗其測試結果如下表試驗菌種菌液濃度(個/ml)在不同接觸時間洗脫后獲得的細菌數細菌減少％<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由上述數據可以看出納米殺菌紗布的殺菌率大于99.9%，有明顯的殺菌作用。可有效激活并促進組織細胞的生長，加速傷口的愈合；本產品可廣泛適宜于醫院的手術室等使用。權利要求1、一種具有銀薄膜的抑菌基材，包括基材，其特征在于所述基材上濺鍍有20-40nm的銀薄膜，具有抑菌功能。2、根據權利要求1所述的一種具有銀薄膜的抑菌基材，其特征在于所述的基材選自纖維材料和塑膠材料。3、一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，包括以下步驟1)濺鍍準備在預抽腔前將基材放置于可傳動的載具上，打開預抽腔，將基材送進預抽腔內。將預抽腔的壓力抽至10—4托后，基材在此等侍；一旦濺鍍腔內送出已濺鍍過的基材后，即可開腔讓待鍍之基材進入；2)濺鍍形成納米級銀薄膜在濺鍍腔中設置一濺鍍靶源，此濺鍍靶源上放置靶材；當基材傳動至濺鍍腔內后，即可關閉腔門開始抽氣；當壓力達到10><10—6~6><10-6托時，即可充入惰性氣體氬，并通過預定功率的電流使其形成Ar+電漿；當Ar+被加速往銀靶材上撞擊后，它們能將銀原子轟擊濺出，并沉積附著在底材的表面，形成納米級的銀薄膜；3)送出成品濺鍍完后，即可開腔將基材向另一預抽腔送出。步驟2)中所述的預定功率為520kw及基材轉動的速度為1~10米/分的條件下，所得的銀薄膜的厚度為20~40nm,均勾的分布在被鍍之基材上。4、根據權利要求3所述的一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于步驟2)中所述的靶材為銀靶材或氧化銀耙材。5、根據權利要求3所述的一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于步驟2)中所述的氣體為氬氣，流量為110mtorr。6、根據權利要求3所述的一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于基材與靶材的面積比是4:5兩者間的距離為3~7cm。7、一種制造具有銀薄膜的抑菌基材的裝置，其特征在于包括預抽腔和濺鍍腔，所述的預抽腔設置于兩端，中間為濺鍍腔，預抽腔與濺鍍腔相連通；載具水平貫通于預抽腔和濺鍍腔，并通過傳動軸傳動，將基材連載到下一個腔體；所述的預抽腔上設置有抽氣機構，所述的抽氣機構自腔體向外依次為氣閥、魯式泵和旋轉泵；所述的濺鍍腔上設置有抽氣機構，所述的抽氣機構自腔體向外依次為渦輪泵、氣閩、魯式泵和旋轉泵；在濺鍍腔上還設有管道與氬氣源相通，濺鍍腔與氬氣源之間由氣閥控制。預抽腔的主要目的是當濺鍍腔在工作時，它可預抽空氣，縮短將濺鍍腔抽氣的時間。8、根據權利要求7所述的一種制造具有銀薄膜的抑菌基材的裝置，其特征在于所述載具材質為鋁合金，通過齒輪傳動。全文摘要本發明公開了一種具有銀薄膜的抑菌基材，包括基材，所述基材上濺鍍有20-40nm的銀薄膜，具有抑菌功能。這種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，它包括以下步驟1)濺鍍準備；2)濺鍍形成納米級銀薄膜；3)送出成品。通過本發明技術方案制得的抑菌基材，具有成本低，在基材表面形成的銀薄膜厚度均勻且不易脫落，具有很好的附著力等優點，本發明的裝置具有可以連續送料的特點，大大提高了生產效率。文檔編號C23C14/34GK101275215SQ200810043270公開日2008年10月1日申請日期2008年4月17日優先權日2008年4月17日發明者張錫強申請人:蘇州工業園區鴻錦納米有限公司