专利名称：具有银薄膜的抑菌基材的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造方法，特别是涉及一种利用高科技产业使用的溅镀设备来量产制造奈米等级的银薄膜，并可应用在各种基材上形成抑菌效果的制造方法。
背景技术：
真空溅镀使用于半导体、光电、显示器等产业，其基本功能为可溅镀半导体产业中所需的膜层，如金属以及非金属类的金属氧化物、氮化物，其应用的溅镀厚度介于5,000～10,000(1.0μm)间，作为半导体材料的导电层或绝缘层使用，目前尚无任何技术将此高科技设备应用在奈米银抑菌薄膜生产制造方面。所谓奈米银是将贵金属中的「银」奈米化，然后运用在各式消费品上，因为「银离子」本身有广泛的抑菌作用，在奈米化后，银将会成为带正电荷的奈米银离子，这种带正电荷的奈米银离子接触到带负电荷的微生物细胞后会相互吸附，并穿刺细胞外表使内部变性，降低生成能力，让细胞无法代谢及繁殖，直到细胞死亡为止，同时该奈米银离子在破坏细胞后可以无消耗的游离出来，并维持原有的抑菌能力，故其抑菌能力可以持久。
但目前的奈米化技术都着重于如何制造奈米微粒的技术研发，再以其它方式附着于应用产品上，其奈米银本身制造成本极为昂贵，另外加上目前技艺中的制造方法，不外将奈米银微粒稀释在溶剂中，然后喷涂在例如布料、滤网等等基材上，再加以烘干，或将基材含浸在具有奈米银微粒的溶液中，甚至将极细的银丝编织在布料上，这种制法的成本甚高，且经过溶剂稀释后涂布的膜层奈米银的密度不高，抑菌功能也会受到影响，效果不尽理想，无法达到商品化功能的要求，且由于批次生产能力和产品成本等问题，造成商品化速度缓慢、市场无法大量应用及使用，人类尚无法享受奈米银所带来抑菌的生活品质，十分可惜。
发明内容
本发明的目的是在提供一种制法创新，并可以降低生产成本的抑菌基材的制造方法。
本发明的制造方法是用来制造一具有抑菌效果的基材，所述基材具有一底材，而该制造方法包含制备真空腔体上述真空腔体内部设置一溅镀靶源，此溅镀靶源上放置银靶材；置放底材将底材置放在真空腔体内；及形成银薄膜在真空腔体内充入一气体形成电浆，并通以预定功率的电流，使银靶材上的银原子被电浆轰击溅出，并沉积在底材的一表面形成奈米级的银薄膜。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1是一种基材的侧视图；图2是一加工设备的剖视图，该加工设备是用来制造如图1所示的基材；及图3是本发明制造方法的一较佳实施例的流程图。
具体实施例方式
参阅图1、2，本发明制造方法的一较佳实施例是利用一加工设备1来制造一抑菌基材2，所述抑菌基材2包括一底材21，以及一成型在底材21的一表面211上且膜厚为1～100奈米的银薄膜22，在本实施例中，该银薄膜22是由数层粒径为1～5奈米的银微粒堆栈而成，图中只简单示意四层银微粒，上述底材21的材料没有特别的限制，本实施例是以例如布料、尼龙网、纱布、纸卷、PVC薄膜等可挠性底材21为代表说明。也就是凡是希望具有抑菌效果的物品都适用在本发明，例如滤材、塑料制品、医疗用品、纸类制品，以及纤维制品等等生活用品。具体的应用领域完全涵盖人类生活范围的食、衣、住、行。其中，所谓的「滤材」则是例如以往的空气用滤网、水质滤网、冷气空调滤网，以及一些装填在滤心中的抑菌球。而所谓的「塑料制品」种类有许多，例如塑料原料粒、以往用来装填饮品的塑料瓶、杯、以往用来包装食物的塑料袋、保鲜盒、砧板、牙刷，以及洗衣机的波轮棒等等。而「医疗用品」例如覆盖伤口的纱布、包扎纱布的贴布、医疗用的包装袋、瓶、手术遮盖用胶布、医疗用手套、防护衣、美容用胶带，以及口罩等等。「纸类制品」例如纸杯、纸盒等。本发明所述的「纤维制品」例如床单、被套、菌袜、鞋垫、衣物、窗帘、毛巾、抹布、清洁擦拭用巾等等由纤维所制成的物品。
而该加工设备1可以自动化生产该抑菌基材2，上述加工设备1包含一真空腔体11、一架设在真空腔体11内部的卷取机构以及一传送机构13。其中，该真空腔体11具有一界定出一真空腔室111的室壁112，此室壁112包括两个平行的第一壁段113、两个与其中一个第一壁段113垂直接连的第二壁段114，以及两个对角设置并连接在相邻第一及第二壁段113、114间的第三壁段115，而该卷收机构具有一基材载入轮121及一基材载出轮122，该传送机构13包括两组分别邻近载入轮121及载出轮122并可控制挠性材料张力的张力控制轮组131、132、两个各别邻近该等张力控制轮组131、132的导轮133、134、一对各别邻近第三壁段115的镀膜轮135、136、一对介于导轮133、134间的主动轮137，以及两个位于主动轮组137旁的协力紧迫轮138、139，而该抑菌基材2的底材21是卷收在卷收机构上，并且绕经该传送机构13的各轮体后接受溅镀，以形成银薄膜22。
又本发明所使用的加工设备1更包含两对以对角方式设置的磁控式溅镀靶14、两组各别邻近该等溅镀靶14并将反应气体的氩气引入真空腔室111的进气管15、一真空抽气系统16、一自动压力控制系统17，以及两组设在该等溅镀靶14上的高纯度银靶材18，其中该等溅镀靶14就是溅镀靶源，每对溅镀靶14是架设在相邻的第二及第三壁段114、115上，并且和镀膜轮135、136邻近对应，在本发明中设置两对溅镀靶14的目的是可在底材21的两个相对的表面211上分别施以溅镀制程，假设只需在底材21的其中一表面211进行溅镀，本发明可关闭其中一对的溅镀靶14。
配合图3，本发明的制造方法是在上述加工设备1中进行，以便连贯地制造具有抑菌效果的基材2。上述制造方法包含以下加工步骤制备真空腔体11。
置放待镀底材21将例如布料、尼龙网、纱布、纸卷、PVC薄膜等可挠性待镀底材21以整卷的方式架设在卷收机构上，并以卷收方式通过溅镀靶14，以预备进行后述的溅镀制程。
形成银镀膜在真空腔体11内以精密的电量流量控制器，并导入预先预设的惰性气体(氩气)，再配合精密的压力控制系统17，将真空腔室111内的压力维持在一定的反应压力，接着将直流电源以预定功率瓦数通入磁控的溅镀靶14，此时，产生氩气电浆在真空反应压力下已被离子化的氩气离子，将会被磁控式溅镀靶14吸引直接撞击溅镀源上的银靶材18，并溅射于通过此溅镀区域的底材21上，形成该1～100奈米的银薄膜。
更具体而言，本发明在形成银薄膜22时，是以反应气体进气管15通入预先设定流量的氩气，流量设定在10～200c.c./min，并经由真空抽气系统16以及压力控制系统17，将真空腔室111内的压力控制在3～8×10-3Torr，并启动直流电源供应器对磁控式溅镀靶14通以预定功率的直流电源形成氩气电浆。为了达到本发明预期的目的，前述预定功率在银靶材18的功率密度值(电功率/银靶材被电浆轰击表面的面积)控制在0.5w/cm2～25w/cm2之间，其溅射出来的银奈米微粒可控制在1～50奈米的尺度，基本上控制溅镀时溅射出的银微粒的粒径在1～5奈米的尺度为最佳，因为在该尺度下可以具备更为强力的银离子抑菌的功能，但本发明该银微粒的尺度并不以上述举例为限。借由1奈米至5奈米的银微粒一层层的堆栈在底材21的表面211上，来形成该银薄膜22，堆栈后该银薄膜22的尺寸介于1到100奈米的厚度，而底材21和银靶材18间的距离为40～200mm。
上述在底材21上堆栈奈米银微粒的厚度控制，必需以传送机构13的主动轮137的卷取速度来控制底材21的前进速度，同时启动一只或两只磁控式溅镀靶14。上述基材2前进速度就是底材21通过溅射区域的移动速度，此速度可以决定奈米银微粒的堆栈层数及厚度，在本发明中该速度以1～12m/min为较佳，当以上各项制程获得控制时，将可精确控制并在待镀底板21上形成一个总厚度为1～100奈米并由至少一层1～5奈米银微粒堆栈而成的银薄膜22。精确的控制奈米银的尺寸大小与适当的堆栈厚度时，该奈米银薄膜22就可较为有效的释出银离子，以达到抑菌的强力效果。
由以上说明可知，本发明该制造方法不仅创新，所制成的基材2无论运用在滤材、塑料制品、医疗用品或者纤维制品等等人类日常生活的食、衣、住、行上，都具有很好的抑菌效果。
权利要求
1.一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，所述基材具有一和银薄膜结合的底材，其特征在于该制造方法包含制备真空腔体上述真空腔体内部设置一溅镀靶源，此溅镀靶源上放置银靶材；置放底材将底材置放在真空腔体内；及形成银薄膜在真空腔体内充入一气体形成电浆，并通以预定功率的电流，使银靶材上的银原子被电浆轰击溅出，并沉积在底材的一表面形成有抑菌功效的银薄膜。
2.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该底材是一连续材料，其是连续地间隔通过银靶材。
3.如权利要求2所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该连续的基材在形成银薄膜后是被卷收成卷。
4.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该底材是相对于银靶材移动，其移动速度为1～12m/min。
5.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该真空腔体中气体的流量为10～200c.c./min。
6.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该预定功率和银靶材表面的面积的比值为0.5-25瓦/平方公分。
7.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于在银原子沉积在底材的过程中，该底材和银靶材间的距离是40～200mm。
8.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该银薄膜的膜厚为1～100奈米。
9.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该银薄膜是由至少一层粒径1～5奈米的银微粒堆积而成。
10.如权利要求1所述具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于该底材是选自过滤材料、塑料材料、纤维材料、纸类材料。
全文摘要
本发明公开了一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，所述基材具有一和银薄膜结合的底材，而该制造方法包含制备真空腔体上述真空腔体内部设置一溅镀靶源，此溅镀靶源上放置银靶材；置放底材将底材置放在真空腔体内；及形成银薄膜在真空腔体内充入一气体形成电浆，并通以预定功率的电流，使银靶材上的银原子被电浆轰击溅出，并沉积在底材的一表面形成奈米级的银薄膜。
文档编号C23C14/14GK1865487SQ20051007082
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月19日 优先权日2005年5月19日
发明者苏兆鸣 申请人:中华联合半导体设备制造股份有限公司, 苏兆鸣