专利名称：：具有银薄膜的抑菌基材及其制造方法和制备装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有银薄膜的抑菌基材及其制造方法和制备装置，具体为一种利用高科技产业使用的溅镀设备在各种基材上溅镀具有抑菌效果的纳米等级的银薄膜，并可应用在各种基材上形成抑菌效果的制造方法，如将其应用在纱布上，有效的杀灭细菌，加速伤口的愈合。
背景技术：
：抗菌材料的起源从远古时代人们就开始使用，人们发现用银和铜容器留存的水不宜变质，后来皇宫达贵富人吃饭时又习惯使用银筷子，民间又用银制成饰品佩带，我国民间很早就开始认识到银有抗菌作用。虽然如此，但时到今日，科学家对其杀菌机制所知还是甚为有限[1,2，3]。大体而言，它们均是透过破坏细菌用来传递营养的酶素(一种蛋白质)，或是削弱细菌之细胞膜壁或细胞质功能来达到杀菌的目的。例如，银粒子可作为氧化反应的催化剂，破坏酵母素中的-SH键结，使细菌无法有效地合成其生存所需的蛋白质或营养。银粒子也可在水或空气中做为产生原子氧的催化剂，来达到像双氧水一样的杀菌效果。Song等人的研究[2]显示纳米银虽是很好的空气杀菌剂，但其杀菌机制可能因菌种之不同而异。Burrell等人的研究[4,5]甚至发现含银衣物在空气中的抗菌效果比常用的硝酸银溶液等更佳。银还有卓越的抗生素及灭菌作用。一般的抗生素平均只能对6种病菌起到作用，但银能消灭650种病菌。银离子能消弱病菌体内做活力作用的酵素，因而能够防止副作用和病菌的耐性强化，根本上控制病菌的繁殖。所谓纳米银是将贵金属中的"银"纳米化，然后运用在各式消费品上。但目前的纳米化技术都着重于如何制造纳米微粒的技术研究，再以其它方式附着于应用产品上，其纳米银本身制造成本极为昂贵。目前纳米化技艺中的制造方法通常有以下几种1、浸染纳米银溶液后干燥。材料先经纳米制程，成本高且附着性不强，容易脱落。2、纳米银粉混合胶体喷涂。材料先经纳米制程，胶体包覆于银粒子表面，材料利用面有限，为达效果须增加材料比例，且干燥过程污染高。3、抽银纤维混纺。混纺比例高虽然效果增加，但成本极高且手感变差。混纺比例低抗菌效果差。4、纳米银粉混合于原材料射出。成本高利用率低，绝大部分非附着表面的纳米银无作用。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1,000A10，000A(1.Oym)间，作为半导体材料的导电层或绝缘层使用，目前已有技术将此方法应用在纳米银抑菌薄膜生产制造方面。如专利公开号为CN1387760公开的一种钠米银杀菌布、其制造方法以及其用途，其特点是基布的外表面溅射有一层状的金属银膜，方法是在真空室内放有固体金属银柱，将基布送入真空室内，使真空室内的真空度达到5x10-5-9xi(T托，注入氩气，使真空室内的真空度保持在7x10—4-9><10-4托，确保冷却水正常流动的情况下，打开直流电源开关，溅射l-2分钟后，使基布运动线速度在1米/分-3米/分，基布全部走完，继续溅射l-2分钟后，基布即制成钠米银杀菌布，该钠米银杀菌布具有杀菌功能，可制成日用品、医用品。这中技术虽然在基布的外表面形成了金属银膜，但也存在以下缺陷1、溅镀设备不能连续送料，致使工作效率低；2、形成的银薄膜较厚，浪费银材料，造价较高。
发明内容本发明的目的是在提供一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，既解决传统银薄膜的抑菌基材制造方法中上述各种问题，又弥补了现有溅镀纳米银技术的缺陷。本发明的另一目的是为了提供上述具有银薄膜的抑菌基材的装置。本发明的发明目的可以通过以下技术方案来实现。一种具有银薄膜的抑菌基材，包括基材，所述基材上溅镀有20-40nm的银薄膜，具有抑菌功能。这种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，它包括以下步骤1)溅镀准备在预抽腔前将基材放置于可传动的载具上，打开预抽腔，将基材送进预抽腔内。将预抽腔的压力抽至10—4托后，基材在此等侍；一旦溅镀腔内送出已溅镀过的基材后，即可开腔让待镀之基材进入。2)溅镀形成纳米级银薄膜在溅镀腔中设置一溅镀靶源，此溅镀靶源上放置靶材；当基材传动至溅镀腔内后，即可关闭腔门开始抽气。当压力达到10x10—6~6xi(T托时，即可充入惰性气体氩，并通过预定功率的电流使其形成Ar+电浆；当Ar+被加速往银靶材上撞击后，它们能将银原子轰击溅出，并沉积附着在底材的表面，形成纳米级的银薄膜。3)送出成品溅镀完后，即可开腔将基材向另一预抽腔送出。步骤2中所述的靶材为银靶材或氧化银靶材。所述的基材选自纤维材料和塑胶材料。步骤2中所述的气体为氩气，(流量为1~10mtorr)运用等离子电浆的氩气原子(带正电)撞击负极的银靶，将银原子撞出后，以一定的加速度附着于转动的基材上。步骤2中所述的预定功率为5-20kw及基材转动的速度为1~10米/分的条件下，所得的纳米银粒子厚度可有效控制在1550nm的范围，均勻的分布在被镀之基材上。基材与靶材的面积比是4:5两者间的距离为3~7cm。所得的银薄膜的厚度为20~40nm，堆积层数为120-160个银原子。一种制造具有银薄膜的抑菌基材的装置，包括预抽腔和溅镀腔，所述的预抽腔设置于两端，中间为溅镀腔，预抽腔与溅镀腔相连通；载具水平贯通于预抽腔和溅镀腔，并通过传动轴传动，将基材连载到下一个腔体；所述的预抽腔上设置有抽气机构，所述的抽气机构自腔体向外依次为气阀、鲁式泵和旋转泵；所述的溅镀腔上设置有抽气机构，所述的抽气机构自腔体向外依次为涡轮泵、气阀、鲁式泵和旋转泵；在溅镀腔上还设有与氩气源相通的管道，溅镀腔与氩气源之间由气阀控制。预抽腔的主要目的是当溅镀腔在工作时，它可预抽空气，缩短将溅镀腔抽气的时间。所述载具材质为铝合金，传送部分为齿轮。本装置的气阀和各类泵持续工作，预抽腔的使用大大缩短了溅镀腔抽气的时间，使溅镀腔内气压可迅速达到所需气压，从而可以连续地送料至溅镀装置。通过本发明技术方案制得的抑菌基材，具有成本低，在基材表面形成的银薄膜厚度均匀且不易脱落，具有很好的附着力等优点，本发明的装置具有可以连续送料的特点，大大提高了生产效率。图1为本发明溅镀装置的结构示意图；图中1、溅镀腔2、预抽腔3、载具4、传动轴气阀6、鲁式泵7、旋转泵8、涡轮泵具体实施方式下面结合附图及实施例进一步阐述本发明的特点如图1所示(图中MFC为质量流量控制器)的制造具有银薄膜的抑菌基材的装置，包括预抽腔2和溅镀腔1，所述的预抽腔2设置于两端，中间为溅镀腔l,预抽腔2与溅镀腔1相连通；载具3水平贯通于预抽腔2和溅镀腔1，并通过传动轴4传动，将基材连载到下一个腔体；所述的预抽腔2上设置有抽气机构，所述的抽气机构自腔体向外依次为气阀5、鲁式泵6和旋转泵7;所述的溅镀腔l上设置有抽气机构，所述的抽气机构自腔体向外依次为涡轮泵8、气阀5、鲁式泵6和旋转泵7;在溅镀腔1上还设有管道与氩气源相通，溅镀腔1与氩气源之间由气阀5控制。预抽腔2的主要目的是当溅镀腔1在工作时，它可预抽空气，缩短将溅镀腔1抽气的时间。实施例1选取一块布料作为基材；将真空腔体内的气压控制在6x10—6T0rr,当基材到达溅镀腔后，在溅镀腔体内充入lmtorr/min流量的氩气，启动直流电源供应器对磁控式溅镀靶通以功率为5Kw的直流电源形成氩气电浆；银靶材上的银原子被电浆轰击溅出，并沉积附着在基材的一表面形成纳米级的银薄膜。前述预定功率在银靶材的功率密度值(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，使形成之纳米银厚度在20~40纳米之间(借由银原子一个个堆栈在基材的表面上，来形成该银薄膜)，因为在该尺度下可以具备更为强力的银原子抑菌的功能。底材和银靶材间的距离为30mm。实施例2选取一块塑胶作为基材；将真空腔体内的气压控制在10x10-6Torr,当基材到达溅镀腔后，在溅镀腔体内充入10mtorr/min流量的氩气，启动直流电源供应器对磁控式溅镀靶通以功率为20Kw的直流电源形成氩气电浆；银靶材上的银原子被电浆轰击溅出，并沉积附着在基材的一表面形成纳米级的银薄膜。前述预定功率在银靶材的功率密度值(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，使形成之纳米银厚度在30~40纳米之间(借由银原子一个个堆栈在基材的表面上，来形成该银薄膜)，因为在该尺度下可以具备更为强力的银原子抑菌的功能。底材和银靶材间的距离为70mm。实施例3选取一块无纺布作为基材；将真空腔体内的气压控制在8xl(T6T0rr，当基材到达溅镀腔后，在溅镀腔体内充入20mtorr/min流量的氩气，启动直流电源供应器对磁控式溅镀靶通以功率为15Kw的直流电源形成氩气电浆；银靶材上的银原子被电浆轰击溅出，并沉积附着在基材的一表面形成纳米级的银薄膜。前述预定功率在银靶材的功率密度值(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，使形成之纳米银厚度在35~40纳米之间(借由银原子一个个堆栈在基材的表面上，来形成该银薄膜)，因为在该尺度下可以具备更为强力的银原子抑菌的功能。底材和银靶材间的距离为50nra。用上述方法制得的纳米银纱布，具备消毒杀菌功能，其测试数据如下试验菌种金黄色葡萄球菌ATCC6538试验要求对纱布样品指定部位进行杀菌效果测试。试验方法ATCC100-2004纺织品抗菌性测试定量试验其测试结果如下表试验菌种菌液浓度(个/ml)在不同接触时间洗脱后获得的细菌数细菌减少％<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由上述数据可以看出纳米杀菌纱布的杀菌率大于99.9%，有明显的杀菌作用。可有效激活并促进组织细胞的生长，加速伤口的愈合；本产品可广泛适宜于医院的手术室等使用。权利要求1、一种具有银薄膜的抑菌基材，包括基材，其特征在于所述基材上溅镀有20-40nm的银薄膜，具有抑菌功能。2、根据权利要求1所述的一种具有银薄膜的抑菌基材，其特征在于所述的基材选自纤维材料和塑胶材料。3、一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，包括以下步骤1)溅镀准备在预抽腔前将基材放置于可传动的载具上，打开预抽腔，将基材送进预抽腔内。将预抽腔的压力抽至10—4托后，基材在此等侍；一旦溅镀腔内送出已溅镀过的基材后，即可开腔让待镀之基材进入；2)溅镀形成纳米级银薄膜在溅镀腔中设置一溅镀靶源，此溅镀靶源上放置靶材；当基材传动至溅镀腔内后，即可关闭腔门开始抽气；当压力达到10><10—6~6><10-6托时，即可充入惰性气体氩，并通过预定功率的电流使其形成Ar+电浆；当Ar+被加速往银靶材上撞击后，它们能将银原子轰击溅出，并沉积附着在底材的表面，形成纳米级的银薄膜；3)送出成品溅镀完后，即可开腔将基材向另一预抽腔送出。步骤2)中所述的预定功率为520kw及基材转动的速度为1~10米/分的条件下，所得的银薄膜的厚度为20~40nm,均勾的分布在被镀之基材上。4、根据权利要求3所述的一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于步骤2)中所述的靶材为银靶材或氧化银耙材。5、根据权利要求3所述的一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于步骤2)中所述的气体为氩气，流量为110mtorr。6、根据权利要求3所述的一种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于基材与靶材的面积比是4:5两者间的距离为3~7cm。7、一种制造具有银薄膜的抑菌基材的装置，其特征在于包括预抽腔和溅镀腔，所述的预抽腔设置于两端，中间为溅镀腔，预抽腔与溅镀腔相连通；载具水平贯通于预抽腔和溅镀腔，并通过传动轴传动，将基材连载到下一个腔体；所述的预抽腔上设置有抽气机构，所述的抽气机构自腔体向外依次为气阀、鲁式泵和旋转泵；所述的溅镀腔上设置有抽气机构，所述的抽气机构自腔体向外依次为涡轮泵、气闽、鲁式泵和旋转泵；在溅镀腔上还设有管道与氩气源相通，溅镀腔与氩气源之间由气阀控制。预抽腔的主要目的是当溅镀腔在工作时，它可预抽空气，缩短将溅镀腔抽气的时间。8、根据权利要求7所述的一种制造具有银薄膜的抑菌基材的装置，其特征在于所述载具材质为铝合金，通过齿轮传动。全文摘要本发明公开了一种具有银薄膜的抑菌基材，包括基材，所述基材上溅镀有20-40nm的银薄膜，具有抑菌功能。这种具有银薄膜的抑菌基材的制造方法，它包括以下步骤1)溅镀准备；2)溅镀形成纳米级银薄膜；3)送出成品。通过本发明技术方案制得的抑菌基材，具有成本低，在基材表面形成的银薄膜厚度均匀且不易脱落，具有很好的附着力等优点，本发明的装置具有可以连续送料的特点，大大提高了生产效率。文档编号C23C14/34GK101275215SQ200810043270公开日2008年10月1日申请日期2008年4月17日优先权日2008年4月17日发明者张锡强申请人:苏州工业园区鸿锦纳米有限公司