專利名稱：：納米銀無紡布及其在殺菌濾芯上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及納米銀無紡布及其在殺菌濾芯上的應(yīng)用，具體為一種利用高科技產(chǎn)業(yè)使用的濺鍍設(shè)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(yīng)用在濾芯產(chǎn)品上。
背景技術(shù)：
：抗菌材料的起源從遠古時代人們就開始使用，人們發(fā)現(xiàn)用銀和銅容器留存的水不宜變質(zhì)，后來皇宮達貴富人吃飯時又習(xí)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(xué)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(yǎng)的酶素(一種蛋白質(zhì))，或是削弱細菌之細胞膜壁或細胞質(zhì)功能來達到殺菌的目的。例如，銀粒子可作為氧化反應(yīng)的催化劑，破壞酵母素中的-SH鍵結(jié)，使細菌無法有效地合成其生存所需的蛋白質(zhì)或營養(yǎng)。銀粒子也可在水或空氣中做為產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(nèi)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(shù)都著重于如何制造納米微粒的技術(shù)研究，再以其它方式附著于應(yīng)用產(chǎn)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(jīng)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(jīng)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?；旒彵壤唠m然效果增加，但成本極高且手感變差?；旒彵壤涂咕Ч?。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(dǎo)體、光電、顯示器等產(chǎn)業(yè)，其基本功能為可濺鍍半導(dǎo)體產(chǎn)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(yīng)用的濺鍍厚度介于l，OOOA-10，OOOA(l.Ojam)間，作為半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電層或絕緣層使用，目前已有技術(shù)將此方法應(yīng)用在納米銀抑菌薄膜生產(chǎn)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(nèi)放有固體金屬銀柱，將基布送入真空室內(nèi)，使真空室內(nèi)的真空度達到5x10—5-9xl0-5托，注入氬氣，使真空室內(nèi)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(guān)，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(xù)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(yī)用品。這種技術(shù)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(shè)備不能連續(xù)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(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在提供一種納米銀無紡布，既解決傳統(tǒng)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(xiàn)有濺鍍納米銀技術(shù)的缺陷。本發(fā)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(chǎn)品，該產(chǎn)品將替代原來水過濾系統(tǒng)的第三支活性炭濾芯部分。本發(fā)明的發(fā)明目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。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(zhǔn)備在預(yù)抽腔前將無紡布放置于可傳動的載具上，打開預(yù)抽腔，將無紡布送進預(yù)抽腔內(nèi)。將預(yù)抽腔的壓力抽至10—4托后，無紡布在此等侍；一旦濺鍍腔內(nèi)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(shè)置一濺鍍靶源，此濺鍍靶源上放置靶材；當(dāng)無紡布傳動至濺鍍腔內(nèi)后，即可關(guān)閉腔門開始抽氣。當(dāng)壓力達到10x10-6~6x10-6托時，即可充入惰性氣體氬，并通過預(yù)定功率的電流使其形成Ar+電漿；當(dāng)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(yù)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(zhuǎn)動的無紡布上。步驟2中所述的預(yù)定功率為520kw及無紡布轉(zhuǎn)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(shù)為120-160個銀原子。制造上述納米銀無紡布的裝置，包括預(yù)抽腔和濺鍍腔，所述的預(yù)抽腔設(shè)置于兩端，中間為濺鍍腔，預(yù)抽腔與濺鍍腔相連通；載具水平貫通于預(yù)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(yù)抽腔上設(shè)置有抽氣機構(gòu)，所述的抽氣機構(gòu)自腔體向外依次為氣閥、魯式泵和旋轉(zhuǎn)泵；所述的濺鍍腔上設(shè)置有抽氣機構(gòu)，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(zhuǎn)泵；在濺鍍腔上還設(shè)有與氬氣源相通，濺鍍腔與氬氣源之間由氣閥控制。預(yù)抽腔的主要目的是當(dāng)濺鍍腔在工作時，它可預(yù)抽空氣，縮短將濺鍍腔抽氣的時間。所述載具材質(zhì)為鋁合金，傳送部分為齒輪。本裝置的氣閥和各類泵持續(xù)工作，預(yù)抽腔的使用大大縮短了濺鍍腔抽氣的時間，使濺鍍腔內(nèi)氣壓可迅速達到所需氣壓，從而可以連續(xù)地送料至濺鍍裝置。通過本發(fā)明技術(shù)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(yōu)點，本發(fā)明的裝置具有可以連續(xù)送料的特點，大大提高了生產(chǎn)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(wǎng)；所述的活性炭部分和伸縮網(wǎng)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(guī)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(zhì)量，對人體的健康有很大的幫助。圖1為本發(fā)明濺鍍裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的濾芯產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明濾芯產(chǎn)品的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、濺鍍腔2、預(yù)抽腔3、載具4、傳動軸5、氣閥6、魯式泵7、旋轉(zhuǎn)泵8、渦輪泵9、膠墊10、膠蓋11、伸縮網(wǎng)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(jié)合附圖及實施例進一步闡述本發(fā)明的特點。如圖1所示(圖中MFC為質(zhì)量流量控制器)的制造納米銀無紡布的裝置，包括預(yù)抽腔2和濺鍍腔1，所述的預(yù)抽腔2設(shè)置于兩端，中間為濺鍍腔l，預(yù)抽腔2與濺鍍腔1相連通；載具3水平貫通于預(yù)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(yù)抽腔2上設(shè)置有抽氣機構(gòu)，所述的抽氣機構(gòu)自腔體向外依次為氣閥5、魯式泵6和旋轉(zhuǎn)泵7;所述的濺鍍腔l上設(shè)置有抽氣機構(gòu)，所述的抽氣機構(gòu)自腔體向外依次為渦輪泵8、氣閥5、魯式泵6和旋轉(zhuǎn)泵7;在濺鍍腔1上還設(shè)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(yù)抽腔2的主要目的是當(dāng)濺鍍腔1在工作時，它可預(yù)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(wǎng)11;所述的活性炭14部分和伸縮網(wǎng)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(nèi)的氣壓控制在6x10—6T0rr,當(dāng)無紡布到達濺鍍腔后，在濺鍍腔體內(nèi)充入lmtorr/min流量的氬氣，啟動直流電源供應(yīng)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(yù)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(nèi)的氣壓控制在10xl(TTorr，當(dāng)無紡布到達濺鍍腔后，在濺鍍腔體內(nèi)充入10mtorr/min流量的氬氣，啟動直流電源供應(yīng)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(yù)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(nèi)的氣壓控制在8xlO—6Torr，當(dāng)無紡布到達濺鍍腔后，在濺鍍腔體內(nèi)充入20mtorr/min流量的氬氣，啟動直流電源供應(yīng)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(yù)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(shù)據(jù)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(jié)果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通過抑菌實驗證實，本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)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(biāo)準(zhǔn)中其他細菌及微生物指標(biāo)，納米銀殺菌濾芯符合其標(biāo)準(zhǔn)并有明顯的殺菌作用。權(quán)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(zhǔn)備在預(yù)抽腔前將無紡布放置于可傳動的載具上，打開預(yù)抽腔，將無紡布送進預(yù)抽腔內(nèi)。將預(yù)抽腔的壓力抽至10—4托后，無紡布在此等侍；一旦濺鍍腔內(nèi)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(shè)置一濺鍍靶源，此濺鍍耙源上放置靶材；當(dāng)無紡布傳動至濺鍍腔內(nèi)后，即可關(guān)閉腔門開始抽氣。當(dāng)壓力達到10x10—6~6xl(T托時，即可充入惰性氣體氬，并通過預(yù)定功率的電流使其形成Ar+電漿；當(dāng)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(yù)抽腔送出。3、根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(yù)定功率為520kw及無紡布轉(zhuǎn)動的速度為1~10米/分。6、根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(quán)利要求l所述的納米銀無紡布的裝置，其特征在于包括預(yù)抽腔和濺鍍腔，所述的預(yù)抽腔設(shè)置于兩端，中間為濺鍍腔，預(yù)抽腔與濺鍍腔相連通;載具水平貫通于預(yù)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(yù)抽腔上設(shè)置有抽氣機構(gòu)，所述的抽氣機構(gòu)自腔體向外依次為氣閥、魯式泵和旋轉(zhuǎn)泵；所述的濺鍍腔上設(shè)置有抽氣機構(gòu)，所述的抽氣機構(gòu)自腔體向外依次為渦輪泵、氣閥、魯式泵和旋轉(zhuǎn)泵；在濺鍍腔上還設(shè)有與氬氣源相通，濺鍍腔與氬氣源之間由氣閥控制。預(yù)抽腔的主要目的是當(dāng)濺鍍腔在工作時，它可預(yù)抽空氣，縮短將濺鍍腔抽氣的時間。9、根據(jù)權(quán)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(zhì)為鋁合金，通過齒輪傳動。10、包含權(quán)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(wǎng)；其特征在于所述的活性炭部分和伸縮網(wǎng)之間包覆有上述方法制得的納米銀無紡布。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的納米銀無紡布濾芯，其特征在于濾芯的規(guī)格為20cmx24cm。全文摘要本發(fā)明公開了一種納米銀無紡布及其在濾芯上的應(yīng)用，具體為一種利用高科技產(chǎn)業(yè)使用的濺鍍設(shè)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(yīng)用在濾芯產(chǎn)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(wǎng)；所述的活性炭部分和伸縮網(wǎng)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(zhì)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(yōu)先權(quán)日2008年4月17日發(fā)明者張錫強申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)鴻錦納米有限公司