专利名称：利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种表面抗菌制品的制备方法，特别是涉及一种利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法。
背景技术：
传统的抗菌制品采用在金属材料、高分子材料、釉瓷等基材中直接掺入抗菌材料制成，这种方法造成大量抗菌材料的浪费，且制造工艺复杂，加工成本过高。现有技术中出现了一些采用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的新技术，如中国专利申请《一种表面抗菌、耐磨不锈钢制品及其制备方法》(申请号200410027063.2)，该技术提供了一种采用磁控溅射法制备耐磨、抗菌不锈钢制品的方法，此方法单纯用于不锈钢制品的生产，存在使用范围过小，在许多领域不实用，①有些技术领域不需要耐磨技术，如一次性抗菌导尿管、缝合线表面、及呼吸机管道内壁等；②使用的抗菌材料仅有银和铜，在特殊技术领域达不到要求，如光催化领域就无法实现，现有的光催化材料TiO2仅能在387.5纳米以下的紫外光照射下有抗菌作用，在387.5纳米以上就不抗菌了。
物理气相沉积技术分三种真空蒸发镀、磁控溅射镀和多弧镀，采用上述三种方法镀膜时，均需在镀膜腔内加入氩气，氩气在磁场和高压电流的作用下变成带电的氩离子，氩离子高速打击靶材，从而将靶材击向被镀工件，同时在反应时，还须加入氧气、氮气、乙炔气、硫化氢等气体，使靶材物质变成氧化物、碳化物、氮化物、硫化物等。但是，在实际使用过程中，采用多弧镀膜和磁控溅射镀膜均存在反映不了和反映不全面的缺陷，如镀黑色膜时就容易引起靶中毒，主要原因为采用溅射镀镀黑色膜时，为了达到纯黑色的要求，就需要加入高浓度乙炔气体，导致氩气浓度变低，大量碳粉沉积在靶材表面，从而降低溅射额；采用多弧镀镀黑色膜时，利用电焊的方法使靶材蒸发，从而产生大量的离子气流，这种大量的离子气流使反应气体无法达到被镀工件表面。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效防止靶中毒，提高镀膜效率和镀膜质量，且制作简单方便，成本低，能够在许多技术领域均能获得抗菌制品的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法。
本发明的技术方案为一种利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，包括利用物理气相沉积技术将抗菌靶材镀到基材表面形成膜层，其特征是在上述抗菌靶材上钻有微小气孔，并利用气管向该气孔内通入反应气体，所述的抗菌靶材为As、Sb、Se、Hg、Ag、Cu、Zn、Ce、Ca、Co、Ni、Al、Fe、S及其氧化物、硫化物中的一种或几种；上述抗菌靶材为圆柱靶，所述的圆柱靶是由铜管制成的内芯和抗菌材料制成的外套组成，上述抗菌材料可以采用金属带绕贴在内芯上，也可以采用螺纹连接方式与内芯连接；所述的抗菌靶材在膜层中所占的比例为0.01％～100％；所述的基材为干燥的固体材料，可以为金属材料、非金属材料、纤维制品、高分子材料、干燥的植入材料或皮革材料。
本发明利用在磁控靶材上打孔通气，从而使局部产生高碳，炉腔内保留高氩气浓度，既可防止靶中毒，又可使碳化反应充分；在多弧表面打孔通入乙炔气体从而防止乙炔气体被离子流排斥，实现了多弧镀和磁控溅射镀。
本发明采用物理气相沉积技术制备表面抗菌制品，其工艺制作简单方便，效率高，成本低，且本发明根据需要将具有不同特性的抗菌材料排列组合，从而获得适用于不同技术领域的表面抗菌制品，如采用对人体安全无毒的Ag、Cu、Zn、Ce、Ca制备人体植入材料和食具等表面抗菌制品；采用安全的Co、Ni、Al、Fe、S制备人体接触材料等表面抗菌制品；采用具有强杀菌能力，但对人体有毒的抗菌材料As、Sb、Se、Hg制备其它表面抗菌制品；采用抗细菌强的Ag与抗霉菌强的Cu混合镀制备广谱性抗菌制品；在银镀膜材料中加入Zn、Ce解决银易氧化发黑的缺陷，获得外观漂亮，性质稳定的表面抗菌制品；在光催化作用较低的TiO2、ZnO、CaO、SiO2、MgO、ZrO2、CdS、SeO2、SiC材料中加入稀土、铈、铼或抗菌材料Cu、Ag、Pb制备在室内自然光下就有很强的抗菌作用的表面抗菌材料。
图1为磁控平面靶分布气体管道示意图，其中4为溅射区；图2为磁控圆柱靶分布气体管道示意图，其中4为溅射区；图3为弧源靶分布气体管道示意图，其中5为离子弧区；图4为弧源靶切面图；图5为采用金属带绕贴法制作的套管圆柱靶的结构示意图；图6为采用螺纹连接制作的套管圆柱靶的结构示意图。
具体实施例方式
本发明是在物理气相沉积镀膜炉内进行，将要进行镀膜的基材悬挂在炉内，基材可以为金属材料、非金属材料、纤维制品、高分子材料、干燥的植入材料或皮革材料，抗菌靶材可以为As、Sb、Se、Hg、Ag、Cu、Zn、Ce、Ca、Co、Ni、Al、Fe、S及其氧化物、硫化物中的一种或几种，抗菌靶材在膜层中所占的比例为0.01％～100％，膜层中还可以有其它一些具有特殊功能的靶材，如具有耐磨功能的钛、铝、锆等。
本发明在抗菌靶材3表面钻有若干个微小气孔1，并利用气管2将反应气体通入到气孔1中。
靶材3可以采用平面磁控靶材，也可以采用圆柱靶材，在镀制贵重金属时首选为圆柱靶中的套管圆柱靶，由于镀膜炉内温度高，套管易发生纵向收缩，横向膨胀，形成内芯与套管分离，影响溅射效果，所以本发明采用两种方式解决1.金属带绕贴法，如图5所示，圆柱靶是由铜管制成的内芯3-1和抗菌材料制成的外套3-2组成，抗菌材料被制成金属带后绕贴在内芯上。
2.螺纹连接法，如图6所示，圆柱靶是由铜管制成的内芯3-1和抗菌材料制成的外套3-2组成，内芯与外套采用螺纹连接。
权利要求
1.一种利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，包括利用物理气相沉积技术将抗菌靶材(3)镀到基材表面形成膜层，其特征是在上述抗菌靶材(3)上钻有微小气孔(1)，并利用气管(2)向该气孔(1)内通入反应气体，所述的抗菌靶材为As、Sb、Se、Hg、Ag、Cu、Zn、Ce、Ca、Co、Ni、Al、Fe、S及其氧化物、硫化物中的一种或几种。
2.按照权利要求1所述的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，其特征是上述抗菌靶材(3)为圆柱靶。
3.按照权利要求2所述的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，其特征是所述的圆柱靶是由铜管制成的内芯(3-1)和抗菌材料制成的外套(3-2)组成，上述抗菌材料被制成金属带后绕贴在内芯上。
4.按照权利要求2所述的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，其特征是所述的圆柱靶是由铜管制成的内芯(3-1)和抗菌材料制成的外套(3-2)组成，上述内芯与外套采用螺纹连接。
5.按照权利要求1或2所述的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，其特征在于所述的抗菌靶材在膜层中所占的比例为0.01％～100％。
6.按照权利要求1所述的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，其特征在于所述的基材为干燥的固体材料。
7.按照权利要求1所述的利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，其特征在于所述的基材为金属材料、非金属材料、纤维制品、高分子材料、干燥的植入材料或皮革材料。
全文摘要
本发明涉及一种利用物理气相沉积技术制造表面抗菌制品的方法，本技术包括利用物理气相沉积技术将抗菌靶材镀到基材表面形成膜层，其特征是在上述抗菌靶材上钻有微小气孔，并利用气管向该气孔内通入反应气体，所述的抗菌靶材为As、Sb、Se、Hg、Ag、Cu、Zn、Ce、Ca、Co、Ni、Al、Fe、S及其氧化物、硫化物中的一种或几种。本发明利用在靶材表面打孔通气，从而有效防止靶中毒，实现多弧镀和磁控溅射镀，提高镀膜效率和镀膜质量，且制作简单方便，成本低，能够获得适用于不同技术领域的表面抗菌制品。
文档编号C23C14/06GK1814853SQ20061003383
公开日2006年8月9日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者姜培齐 申请人:姜培齐