[發明專利]一種采用真空鍍膜技術制備抗菌薄膜的方法

無效

• 申請號: 201310429273.3
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104451573A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 袁萍
• 申請（專利權）人: 無錫慧明電子科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種采用真空鍍膜技術制備抗菌薄膜的方法。

背景技術

納米抗菌材料是近年來出現的一種特征尺寸在1～100mm的新型保健抗菌材料，它克服了傳統有機抗菌產品在安全性、廣譜性、抗藥性和耐熱加工性等方面的缺陷，能滿足人們生活舒適水平與衛生水平不斷提高的要求，已開始在建材、陶瓷潔具、塑料、紡織品等領域取得應用。目前，納米抗菌材料的物理特性、制備技術、性能測試等方面的研究已經開展，并取得了飛速的發展，受到世界各國的普遍關注。

抗菌纖維與紡織品材料的制備方法主要有兩種，一種是采用含有銀離子、銅離子、季銨鹽類抗菌劑的整理液對紡織品進行浸漬或涂層后整理的方法制備，約占抗菌織物與紡織品份額的85％以上。然而，由此法制得的抗菌纖維與制品存在以下問題：對織物的外觀、舒適性有影響；殺菌效果耐久性不好；對織物的染色等后整理有影響；對于疏水的聚烯烴類無紡布潤濕性差，處理效果不顯著。另一種是將具有抗菌功能的無機金屬氧化物超細粉體等與聚合物共混，然后紡成纖維或無紡布等紡織品材料。但超細粉體在聚合物中難以分散，容易堵塞噴絲孔，造成噴絲板使用壽命變短，設備成本上升，纖維或紡織品的機械強度下降。此外，只有暴露于紡織品表層的抗菌劑才能夠發揮作用，所以采用此法時，抗菌功能的獲得依賴于抗菌劑向表層遷移的速率，殺菌的速度緩慢。

納米結構銀由于其特有的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應、量子隧道效應而擁有普通金屬銀所無法比擬的優良抗菌效果。目前制備納米結構銀抗菌材料的方法主要有改性法、表面涂層法、浸潰法，但均存在不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用真空鍍膜技術制備抗菌薄膜的方法，能廣泛應用于醫療領域，如外科手術、防護服、醫用塑料薄膜。

本發明解決所采用的技術方案是：一種利用磁控濺射技術制備的醫用抗菌薄膜：在室溫條件下，以純度為99.99％的銀為靶材，將0.5mm厚度的聚乙烯薄膜基材固定于樣品架上，采用基材在下、靶材在上的結構，再利用磁控濺射技術的濺射方式制備納米銀薄膜層，濺射過程中，采用純度為99.99％氬氣為工作氣體，靶材與基材的距離為200mm，本底真空度為5×10-⁴Pa，薄膜厚度通過膜厚度儀來測量控制。

在上述制作過程中，樣品架以100mm／s速度移動。

醫用抗菌材料需具備以下優點：

1)材料對致病微生物具有明顯的抗菌抑菌效果，能在較長的時間內保持抗菌性能；

2)膜型抗菌材料具有優良物理性質，在人體組織中有一定的強度和柔韌性；

3)材料具有良好的生物相容性，對生命體無毒無害，對環境友好；

4)材料自身清潔環保，應用方便，最好具有一定自降解能力。

具體實施方式

一種采用真空鍍膜技術制備抗菌薄膜的方法：在室溫條件下，以純度為99.99％的銀為靶材，將0.5mm厚度的聚乙烯薄膜基材固定于樣品架上，采用基材在下、靶材在上的結構，再利用磁控濺射技術的濺射方式制備納米銀薄膜層，濺射過程中，采用純度為99.99％氬氣為工作氣體，靶材與基材的距離為200mm，本底真空度為5×10^-4Pa，薄膜厚度通過膜厚度儀來測量控制(厚度一般通過射線測量，再反饋到測試屏幕上)。在上述制作過程中，樣品架以100mm／s速度移動。

通過金屬離子型納米抗菌銀離子加載在無機天然礦物載體上，使用時載體能緩釋抗菌離子組分-銀離子，銀離子破壞了細菌細胞的能量代謝作用，阻止了微生物的繁殖。此外，抗菌金屬離子還能與生物中的蛋白質、核酸中存在的巰基、胺基等官能團發生反應，或進入菌體細胞同細胞的酶和DNA等反應，阻礙微生物體的生物化學合成過程及生理機能，使其具有抗菌和殺菌的效果。

下面是對本發明的醫用抗菌薄膜所做出的性能測試以及其測試結果。

性能測試：

以大腸桿菌及金黃色葡萄球菌為菌種，采用振動燒瓶法對樣品進行抗菌性能測試。樣品的抗菌性能通過抑菌率進行評價，計算公式為：X_s=(A-B)／A×100％，式中：X_s為抑菌率，A為被測試樣振蕩前平均菌落數，B為被測試樣振蕩后平均菌落數。如果振蕩后的平均菌落數大于振蕩前的平均菌落數，抑菌率按0計算。

測試結果如下表：

由表中的數據可以看出，未經鍍層處理的聚乙烯片材基本不具備抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的能力，抑菌率均小于6％而沉積有納米結構銀薄膜的樣品，對于大腸桿菌的抑菌率均大于87％，對于金黃色葡萄球菌的抑菌率均達到了100％，表面納米結構銀具有優異的抗菌性能。另外，在相同的濺射條件下，聚乙烯片材的納米結構銀薄膜對金黃色葡萄球菌的抑制能力大于對大腸桿菌的抑制能力，且隨厚度的增加抗菌能性逐漸增強。考慮到生產成本因素與抗菌性能，納米銀鍍層的厚度控制在1nm最為適宜。