專利名稱：：納米銀無紡布及其在殺菌濾芯上的應用的制作方法
技術領域：
：本發明涉及納米銀無紡布及其在殺菌濾芯上的應用，具體為一種利用高科技產業使用的濺鍍設備在無紡布上濺鍍具有抑菌效果的納米等級的銀薄膜，并將其應用在濾芯產品上。
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。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，成本髙且附著性不強，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l，OOOA-10，OOOA(l.Ojam)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—5-9xl0-5托，注入氬氣，使真空室內的真空度保持在7x10-4-9x10-4托，確保冷卻水正常流動的情況下，打開直流電源開關，濺射1-2分鐘后，使基布運動線速度在l米/分-3米/分，基布全部走完，繼續濺射1-2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，可制成曰用品、醫用品。這種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納米銀無紡布，既解決傳統銀薄膜的抑菌無紡布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。本發明的另一個目的是提供一種含有上述納米銀無紡布的濾芯產品，該產品將替代原來水過濾系統的第三支活性炭濾芯部分。本發明的發明目的可以通過以下技術方案來實現。一種納米銀無紡布，包括無紡布本體，在所述無紡布本體上濺鍍有20-40nm厚度的銀薄膜，具有殺菌功能。這種納米銀無紡布的制造方法，包括以下步驟1)濺鍍準備在預抽腔前將無紡布放置于可傳動的載具上，打開預抽腔，將無紡布送進預抽腔內。將預抽腔的壓力抽至10—4托后，無紡布在此等侍；一旦濺鍍腔內送出已濺鍍過的無紡布后，即可開腔讓待鍍之無紡布進入。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；當無紡布傳動至濺鍍腔內后，即可關閉腔門開始抽氣。當壓力達到10x10-6~6x10-6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，即可開腔將無紡布向另一預抽腔送出。步驟2中所述的靶材為銀靶材或氧化銀靶材。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無紡布上。步驟2中所述的預定功率為520kw及無紡布轉動的速度為1~10米/分的條件下，所制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無紡布上。無紡布與靶材的面積比是4:5兩者間的距離為37cm。所得的銀薄膜的厚度為20~40nm,堆積層數為120-160個銀原子。制造上述納米銀無紡布的裝置，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，無紡布可以在其上移動；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，所述的抽氣機抅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，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納米銀無紡布，具有成本低，在無紡布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。包含上述納米銀無紡布的濾芯，所述的濾芯為中空柱狀體，包括濾材保護層、活性炭部分、膠蓋、膠墊和伸縮網；所述的活性炭部分和伸縮網之間包覆有上述方法制得的納米銀無紡布。上述納米銀無紡布濾芯的規格為20cmx24cm，制成的濾芯具備有清除異味，色素，水中的氯，抗菌等作用，使用安全可靠，抗菌率達到99.99%，大大提高了飲用水的質量，對人體的健康有很大的幫助。圖1為本發明濺鍍裝置的結構示意圖；圖2為本發明的濾芯產品的結構示意圖；圖3為本發明濾芯產品的剖視結構示意圖；圖中1、濺鍍腔2、預抽腔3、載具4、傳動軸5、氣閥6、魯式泵7、旋轉泵8、渦輪泵9、膠墊10、膠蓋11、伸縮網12、納米銀無紡布13、濾材保護層14、活性碳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)的制造納米銀無紡布的裝置，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，將水刺無紡布連載到下一個腔體；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l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l抽氣的時間。如圖2和圖3所示的濾材，為中空柱狀體，包括濾材保護層13、活性炭14部分、膠蓋IO、膠墊9和伸縮網11;所述的活性炭14部分和伸縮網11之間包覆有上述方法制得的納米銀無紡布12。實施例1選取一塊無紡布；將真空腔體內的氣壓控制在6x10—6T0rr,當無紡布到達濺鍍腔后，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，并沉積附著在無紡布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無紡布的表面上，來形成該銀薄膜)，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀離子抑菌的功能。底材和銀靶材間的距離為30mm。實施例2選取一塊無紡布；將真空腔體內的氣壓控制在10xl(TTorr，當無紡布到達濺鍍腔后，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，并沉積附著在無紡布的一表面形成納米級的銀薄膜。前述預定功率在銀耙材的功率密度值(電功率/銀靶材被電漿轟擊表面的面積)控制在0.5w/cm2~25w/cffl2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無紡布的表面上，來形成該銀薄膜)，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀離子抑菌的功能。底材和銀靶材間的距離為7,ffl。實施例3選取一塊無紡布；將真空腔體內的氣壓控制在8xlO—6Torr，當無紡布到達濺鍍腔后，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耙通以功率為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，并沉積附著在無紡布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無紡布的表面上，來形成該銀薄膜)，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀離子抑菌的功能。底材和銀耙材間的距離為50raffl。用上述方法制得的做為濾芯殺菌層的無紡布，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<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通過抑菌實驗證實，本發明技術方案設計而成的納米濾芯殺菌層的殺菌率大于99.9%,有明顯的殺菌作用。不同于一般巿售濾芯，具有明顯的殺菌效果。針對生活飲用水標準中其他細菌及微生物指標，納米銀殺菌濾芯符合其標準并有明顯的殺菌作用。權利要求1、一種納米銀無紡布，包括無紡布本體，其特征在于在所述無紡布本體上濺鍍有20-40nm厚度的銀薄膜，具有殺菌功能。2、上述納米銀無紡布的制造方法，包括以下步驟1)濺鍍準備在預抽腔前將無紡布放置于可傳動的載具上，打開預抽腔，將無紡布送進預抽腔內。將預抽腔的壓力抽至10—4托后，無紡布在此等侍；一旦濺鍍腔內送出已濺鍍過的無紡布后，即可開腔讓待鍍之無紡布進入；2)濺鍍形成納米級銀薄膜在濺鍍腔中設置一濺鍍靶源，此濺鍍耙源上放置靶材；當無紡布傳動至濺鍍腔內后，即可關閉腔門開始抽氣。當壓力達到10x10—6~6xl(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，即可開腔將無紡布向另一預抽腔送出。3、根據權利要求2所述的一種納米銀無紡布的制造方法，其特征在于步驟2)中所述的靶材為銀乾材或氧化銀耙材。4、根據權利要求2所述的一種納米銀無紡布的制造方法，其特征在于步驟2)中所述的氣體為氬氣，流量為1~10mtorr。5、根據權利要求2所述的一種納米銀無紡布的制造方法，其特征在于步驟2)中所述的預定功率為520kw及無紡布轉動的速度為1~10米/分。6、根據權利要求2所述的一種納米銀無紡布的制造方法，其特征在于無紡布與草巴材的面積比是4:5兩者間的距離為3~7cm。7、根據權利要求2所述的一種納米銀無紡布的制造方法，其特征在于所得的銀薄膜的厚度為20~40nra。8、制造權利要求l所述的納米銀無紡布的裝置，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，無紡布可以在其上移動；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，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。9、根據權利要求8所述的一種制造納米銀無紡布的裝置，其特征在于所述載具材質為鋁合金，通過齒輪傳動。10、包含權利要求1所述的納米銀無紡布的濾芯，所述的濾芯為中空柱狀體，包括濾材保護層、活性炭部分、膠蓋、膠墊和伸縮網；其特征在于所述的活性炭部分和伸縮網之間包覆有上述方法制得的納米銀無紡布。11、根據權利要求IO所述的納米銀無紡布濾芯，其特征在于濾芯的規格為20cmx24cm。全文摘要本發明公開了一種納米銀無紡布及其在濾芯上的應用，具體為一種利用高科技產業使用的濺鍍設備在各種無紡布上濺鍍具有抑菌效果的納米等級的銀薄膜，并將其應用在濾芯產品上，包含上述納米銀無紡布的濾芯，所述的濾芯為中空柱狀體，包括濾材保護層、活性炭部分、膠蓋、膠墊和伸縮網；所述的活性炭部分和伸縮網之間包覆有上述方法制得的納米銀無紡布。制成的濾芯具備有清除異味，色素，水中的氯，抗菌等作用，使用安全可靠，抗菌率達到99.9％，大大提高了飲用水的質量，對人體的健康有很大的幫助。文檔編號C23C14/54GK101275361SQ20081004327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