專利名稱：具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造方法，特別是涉及一種利用高科技產業(yè)使用的濺鍍設備來量產制造奈米等級的銀薄膜，并可應用在各種基材上形成抑菌效果的制造方法。
背景技術：
真空濺鍍使用于半導體、光電、顯示器等產業(yè)，其基本功能為可濺鍍半導體產業(yè)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5,000～10,000(1.0μm)間，作為半導體材料的導電層或絕緣層使用，目前尚無任何技術將此高科技設備應用在奈米銀抑菌薄膜生產制造方面。所謂奈米銀是將貴金屬中的「銀」奈米化，然后運用在各式消費品上，因為「銀離子」本身有廣泛的抑菌作用，在奈米化后，銀將會成為帶正電荷的奈米銀離子，這種帶正電荷的奈米銀離子接觸到帶負電荷的微生物細胞后會相互吸附，并穿刺細胞外表使內部變性，降低生成能力，讓細胞無法代謝及繁殖，直到細胞死亡為止，同時該奈米銀離子在破壞細胞后可以無消耗的游離出來，并維持原有的抑菌能力，故其抑菌能力可以持久。
但目前的奈米化技術都著重于如何制造奈米微粒的技術研發(fā)，再以其它方式附著于應用產品上，其奈米銀本身制造成本極為昂貴，另外加上目前技藝中的制造方法，不外將奈米銀微粒稀釋在溶劑中，然后噴涂在例如布料、濾網等等基材上，再加以烘干，或將基材含浸在具有奈米銀微粒的溶液中，甚至將極細的銀絲編織在布料上，這種制法的成本甚高，且經過溶劑稀釋后涂布的膜層奈米銀的密度不高，抑菌功能也會受到影響，效果不盡理想，無法達到商品化功能的要求，且由于批次生產能力和產品成本等問題，造成商品化速度緩慢、市場無法大量應用及使用，人類尚無法享受奈米銀所帶來抑菌的生活品質，十分可惜。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在提供一種制法創(chuàng)新，并可以降低生產成本的抑菌基材的制造方法。
本發(fā)明的制造方法是用來制造一具有抑菌效果的基材，所述基材具有一底材，而該制造方法包含制備真空腔體上述真空腔體內部設置一濺鍍靶源，此濺鍍靶源上放置銀靶材；置放底材將底材置放在真空腔體內；及形成銀薄膜在真空腔體內充入一氣體形成電漿，并通以預定功率的電流，使銀靶材上的銀原子被電漿轟擊濺出，并沉積在底材的一表面形成奈米級的銀薄膜。
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明圖1是一種基材的側視圖；圖2是一加工設備的剖視圖，該加工設備是用來制造如圖1所示的基材；及圖3是本發(fā)明制造方法的一較佳實施例的流程圖。
具體實施例方式
參閱圖1、2，本發(fā)明制造方法的一較佳實施例是利用一加工設備1來制造一抑菌基材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上且膜厚為1～100奈米的銀薄膜22，在本實施例中，該銀薄膜22是由數(shù)層粒徑為1～5奈米的銀微粒堆棧而成，圖中只簡單示意四層銀微粒，上述底材21的材料沒有特別的限制，本實施例是以例如布料、尼龍網、紗布、紙卷、PVC薄膜等可撓性底材21為代表說明。也就是凡是希望具有抑菌效果的物品都適用在本發(fā)明，例如濾材、塑料制品、醫(yī)療用品、紙類制品，以及纖維制品等等生活用品。具體的應用領域完全涵蓋人類生活范圍的食、衣、住、行。其中，所謂的「濾材」則是例如以往的空氣用濾網、水質濾網、冷氣空調濾網，以及一些裝填在濾心中的抑菌球。而所謂的「塑料制品」種類有許多，例如塑料原料粒、以往用來裝填飲品的塑料瓶、杯、以往用來包裝食物的塑料袋、保鮮盒、砧板、牙刷，以及洗衣機的波輪棒等等。而「醫(yī)療用品」例如覆蓋傷口的紗布、包扎紗布的貼布、醫(yī)療用的包裝袋、瓶、手術遮蓋用膠布、醫(yī)療用手套、防護衣、美容用膠帶，以及口罩等等?！讣堫愔破贰估缂埍⒓埡械?。本發(fā)明所述的「纖維制品」例如床單、被套、菌襪、鞋墊、衣物、窗簾、毛巾、抹布、清潔擦拭用巾等等由纖維所制成的物品。
而該加工設備1可以自動化生產該抑菌基材2，上述加工設備1包含一真空腔體11、一架設在真空腔體11內部的卷取機構以及一傳送機構13。其中，該真空腔體11具有一界定出一真空腔室111的室壁112，此室壁112包括兩個平行的第一壁段113、兩個與其中一個第一壁段113垂直接連的第二壁段114，以及兩個對角設置并連接在相鄰第一及第二壁段113、114間的第三壁段115，而該卷收機構具有一基材載入輪121及一基材載出輪122，該傳送機構13包括兩組分別鄰近載入輪121及載出輪122并可控制撓性材料張力的張力控制輪組131、132、兩個各別鄰近該等張力控制輪組131、132的導輪133、134、一對各別鄰近第三壁段115的鍍膜輪135、136、一對介于導輪133、134間的主動輪137，以及兩個位于主動輪組137旁的協(xié)力緊迫輪138、139，而該抑菌基材2的底材21是卷收在卷收機構上，并且繞經該傳送機構13的各輪體后接受濺鍍，以形成銀薄膜22。
又本發(fā)明所使用的加工設備1更包含兩對以對角方式設置的磁控式濺鍍靶14、兩組各別鄰近該等濺鍍靶14并將反應氣體的氬氣引入真空腔室111的進氣管15、一真空抽氣系統(tǒng)16、一自動壓力控制系統(tǒng)17，以及兩組設在該等濺鍍靶14上的高純度銀靶材18，其中該等濺鍍靶14就是濺鍍靶源，每對濺鍍靶14是架設在相鄰的第二及第三壁段114、115上，并且和鍍膜輪135、136鄰近對應，在本發(fā)明中設置兩對濺鍍靶14的目的是可在底材21的兩個相對的表面211上分別施以濺鍍制程，假設只需在底材21的其中一表面211進行濺鍍，本發(fā)明可關閉其中一對的濺鍍靶14。
配合圖3，本發(fā)明的制造方法是在上述加工設備1中進行，以便連貫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驟制備真空腔體11。
置放待鍍底材21將例如布料、尼龍網、紗布、紙卷、PVC薄膜等可撓性待鍍底材21以整卷的方式架設在卷收機構上，并以卷收方式通過濺鍍靶14，以預備進行后述的濺鍍制程。
形成銀鍍膜在真空腔體11內以精密的電量流量控制器，并導入預先預設的惰性氣體(氬氣)，再配合精密的壓力控制系統(tǒng)17，將真空腔室111內的壓力維持在一定的反應壓力，接著將直流電源以預定功率瓦數(shù)通入磁控的濺鍍靶14，此時，產生氬氣電漿在真空反應壓力下已被離子化的氬氣離子，將會被磁控式濺鍍靶14吸引直接撞擊濺鍍源上的銀靶材18，并濺射于通過此濺鍍區(qū)域的底材21上，形成該1～100奈米的銀薄膜。
更具體而言，本發(fā)明在形成銀薄膜22時，是以反應氣體進氣管15通入預先設定流量的氬氣，流量設定在10～200c.c./min，并經由真空抽氣系統(tǒng)16以及壓力控制系統(tǒng)17，將真空腔室111內的壓力控制在3～8×10-3Torr，并啟動直流電源供應器對磁控式濺鍍靶14通以預定功率的直流電源形成氬氣電漿。為了達到本發(fā)明預期的目的，前述預定功率在銀靶材18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，其濺射出來的銀奈米微?？煽刂圃?～50奈米的尺度，基本上控制濺鍍時濺射出的銀微粒的粒徑在1～5奈米的尺度為最佳，因為在該尺度下可以具備更為強力的銀離子抑菌的功能，但本發(fā)明該銀微粒的尺度并不以上述舉例為限。借由1奈米至5奈米的銀微粒一層層的堆棧在底材21的表面211上，來形成該銀薄膜22，堆棧后該銀薄膜22的尺寸介于1到100奈米的厚度，而底材21和銀靶材18間的距離為40～200mm。
上述在底材21上堆棧奈米銀微粒的厚度控制，必需以傳送機構13的主動輪137的卷取速度來控制底材21的前進速度，同時啟動一只或兩只磁控式濺鍍靶14。上述基材2前進速度就是底材21通過濺射區(qū)域的移動速度，此速度可以決定奈米銀微粒的堆棧層數(shù)及厚度，在本發(fā)明中該速度以1～12m/min為較佳，當以上各項制程獲得控制時，將可精確控制并在待鍍底板21上形成一個總厚度為1～100奈米并由至少一層1～5奈米銀微粒堆棧而成的銀薄膜22。精確的控制奈米銀的尺寸大小與適當?shù)亩褩：穸葧r，該奈米銀薄膜22就可較為有效的釋出銀離子，以達到抑菌的強力效果。
由以上說明可知，本發(fā)明該制造方法不僅創(chuàng)新，所制成的基材2無論運用在濾材、塑料制品、醫(yī)療用品或者纖維制品等等人類日常生活的食、衣、住、行上，都具有很好的抑菌效果。
權利要求
1.一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，所述基材具有一和銀薄膜結合的底材，其特征在于該制造方法包含制備真空腔體上述真空腔體內部設置一濺鍍靶源，此濺鍍靶源上放置銀靶材；置放底材將底材置放在真空腔體內；及形成銀薄膜在真空腔體內充入一氣體形成電漿，并通以預定功率的電流，使銀靶材上的銀原子被電漿轟擊濺出，并沉積在底材的一表面形成有抑菌功效的銀薄膜。
2.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該底材是一連續(xù)材料，其是連續(xù)地間隔通過銀靶材。
3.如權利要求2所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該連續(xù)的基材在形成銀薄膜后是被卷收成卷。
4.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該底材是相對于銀靶材移動，其移動速度為1～12m/min。
5.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該真空腔體中氣體的流量為10～200c.c./min。
6.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該預定功率和銀靶材表面的面積的比值為0.5-25瓦/平方公分。
7.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于在銀原子沉積在底材的過程中，該底材和銀靶材間的距離是40～200mm。
8.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該銀薄膜的膜厚為1～100奈米。
9.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該銀薄膜是由至少一層粒徑1～5奈米的銀微粒堆積而成。
10.如權利要求1所述具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，其特征在于該底材是選自過濾材料、塑料材料、纖維材料、紙類材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有銀薄膜的抑菌基材的制造方法，所述基材具有一和銀薄膜結合的底材，而該制造方法包含制備真空腔體上述真空腔體內部設置一濺鍍靶源，此濺鍍靶源上放置銀靶材；置放底材將底材置放在真空腔體內；及形成銀薄膜在真空腔體內充入一氣體形成電漿，并通以預定功率的電流，使銀靶材上的銀原子被電漿轟擊濺出，并沉積在底材的一表面形成奈米級的銀薄膜。
文檔編號C23C14/14GK1865487SQ20051007082
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權日2005年5月19日
發(fā)明者蘇兆鳴 申請人:中華聯(lián)合半導體設備制造股份有限公司, 蘇兆鳴