专利名称：表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法及其制造设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种用来制造表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法及其制造设备，特别是涉及一种利用高科技产业使用的溅镀设备，来量产表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法，以及用来产生该塑胶粒的设备。
背景技术：
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须的膜层，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5,000～10,000(1.0μm)间，作为半导体材料的导电层或绝缘层使用，目前尚无任何技术将此高科技设备应用于奈米银抑菌薄膜生产制造方面。所谓奈米银是将贵金属中的「银」奈米化，然后运用在各式消费品上，因为「银离子」本身有广泛的抑菌作用，在奈米化后，银将会成为带正电荷的奈米银离子，这种带正电荷的奈米银离子接触到带负电荷的微生物细胞后会相互吸附，并穿刺细胞外表使内部变性，降低生成能力，让细胞无法代谢及繁殖，直到细胞死亡为止，同时该奈米银离子在破坏细胞后可以无消耗的游离出来，并维持原有的抑菌能力，故其抑菌能力可以持久。
但目前的奈米化技术都着重在如何制造奈米微粒的技术研发，再以其它方式使奈米银微粒附着于应用产品上，以具有银微粒薄膜的塑胶产品为例，其制造上不外乎将奈米银微粒稀释在溶剂中，然后以喷涂的方式涂布在塑胶产品上，最后再加以烘干，例如滤材或家电产品。前述以往的制法都需要先将银奈米化后才能运用，而奈米银本身制造成本极为昂贵，制法的成本甚高，此外，经过溶剂稀释后再喷涂的制法，除了具有以上缺失外，奈米银的密度也不高，抑菌功能受到影响。
发明内容
本发明的目的是在提供一种制法创新，并可降低生产成本的表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法。
本发明的另一目的是在提供一种用来执行前述制造方法的制造设备。
本发明的制造方法是用来制造一表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒，该塑胶粒是在一塑胶原粒的表面具有该银薄膜，其特征在于该制造方法包含制备真空腔体在前述真空腔体内部置放至少一溅镀靶源，以及一可滚动并对应溅镀靶源的滚筒，于溅镀靶源上放置银靶材；将塑胶原粒摆放在滚筒的一容室内；及形成银薄膜在该真空腔体内通以预定功率的电流，并充入一气体形成电浆，使银靶材上的银原子被电浆轰击溅向滚筒的容室，最后沉积在塑胶原粒的表面形成奈米级的银薄膜。
本发明的制造设备包含一溅镀机构，该溅镀机构包括一真空腔体、至少一个架设在真空腔体上的溅镀靶、数量与溅镀靶相同并安置在溅镀靶上的银靶材、至少一邻近该银靶材的进气管，以及用来控制该真空腔体的一真空腔室的真空度的一真空抽气系统、一自动压力控制系统。其特征在于该制造设备还包含一架设在溅镀机构上的滚筒机构，上述滚筒机构包括一可滚动地架设在真空腔体的真空腔室内并界定出一供塑胶原粒摆放的容室的滚筒，该滚筒上设有多数可使银靶材上的银原子进入容室内的通孔。
借由塑胶原粒在滚筒的容室内滚动，以及溅镀机构因溅镀而释出奈米银离子，可以均匀且容易地在塑胶原粒的表面形成该银薄膜。
下面结合附图及最佳实施例对本发明进行详细说明，附图中图1是一种表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的剖视图；图2是一制造设备的侧视简图，该制造设备是用来制造如图1所示的塑胶粒；图3是图2的制造设备的一正视简图；及图4是本发明制造方法的一较佳实施例的流程图。
具体实施例方式
参阅图1，本发明制造方法的一较佳实施例是利用一制备设备来制造一具有抑菌效果的塑胶粒1，所述塑胶粒1包括一塑胶射出成型的塑胶原粒11，以及一附着在该塑胶原粒11的一表面111上的银薄膜12，在本实施例中，该银薄膜12是由数层粒径为1～5奈米的银微粒堆栈而成，堆积后的厚度以100～200nm(奈米)为较佳。在本发明中，该塑胶原粒11的粒径以及原料的种类并没有特别的限制，也就是只要是塑胶粒1在后续加工的产品中需要具有抑菌效果者，都适合采用本发明的制造方法来制造。
参阅图2、3，本发明的制造设备包含一溅镀机构2以及一架设在溅镀机构2内部的滚筒机构3。其中该溅镀机构2包括一真空腔体21，此真空腔体21具有一界定出一真空腔室211的腔壁212，该腔壁212具有两个左右间隔的架设部213、两个衔接在该等架设部213间且彼此平行的第一壁部214、一衔接在该等第一壁部214间的第二壁部215，以及一衔接在该等第一壁部214间的第三壁部216。本实施例是揭露一种截面是矩形的真空腔体21，但在设计上，本发明的真空腔体21也可以是圆筒状等等其它的形状。
又本发明的溅镀机构2还包括三个分别设置在该等第一及第二壁部214、215上的磁控式溅镀靶22、三组各别邻近该等溅镀靶22并将反应气体引入真空腔室211的进气管23、一真空抽气系统24、一自动压力控制系统25，以及三组设于该等溅镀靶22上的高纯度银靶材26，该等溅镀靶22就是溅镀靶源。又该等溅镀靶22及银靶材26是沿着真空腔体21的长度方向延伸，也就是由其中一个架设部213往另一架设部213延伸。
本发明的滚筒机构3包括两左右间隔并可滚动地架设在同侧的架设部213上的传动轴31、一连转地介于该等传动轴31间的滚筒32，以及一安装在其中一架设部213外并可驱动该等传动轴31及滚筒32沿着一旋转中心30转动的马达33。其中该滚筒32具有一界定出一容室321并由金属线段交叉形成网状的筒体322，因此在筒体322具有许多尺寸小于塑胶原粒11的通孔320，而该滚筒32还具有两个左右间隔并与架设部213平行的侧壁段323，以及一介于该等侧壁段323间的围绕段324，在围绕段324上开设一个通向容室321的开孔325，而该滚筒32具有一可被掀开地安装在围绕段324上并可封闭开孔325的盖壁326，以及数片由围绕段324往旋转中心30延伸的弧形搅拌壁327。
参阅图2、3、4，本发明的制造方法是利用上述制造设备来执行，上述制造方法包含以下加工步骤制备真空腔体21。
将塑胶原粒11摆放在滚筒32的容室321内打开滚筒32上的盖壁326，然后将塑胶原粒21倒入容室321内，再以该盖壁326封住开口325，就可以利用马达33传动该滚筒32沿着该旋转中心30转动，以预备进行后述的溅镀制程。
形成银镀膜12在真空腔体21内以精密的电量流量控制器，并导入预先预设的惰性气体(氩气)，再配合精密的压力控制系统25，将真空腔室211内的压力维持在一定的反应压力，接着将电源以预定功率瓦数通入磁控的溅镀靶22，此时，产生的氩气电浆在真空反应压力下将被离子化成氩气离子，然后会被磁控式溅镀靶22吸引直接撞击溅镀源上的银靶材26，以形成奈米级的银微粒，该等银微粒并溅射通过筒体322的通孔320进入容室321内，以便在滚动的塑胶原粒11表面形成膜厚为100～200奈米的银薄膜12。
更具体而言，本发明在形成银薄膜12时，是由进气管23通入预先设定流量的氩气，流量设定在10～200c.c./min，并经由真空抽气系统24以及压力控制系统25，将真空腔室211内的压力控制在3～8×10-3Torr，然后激活电源供应器对磁控式溅镀靶22通以预定功率的直流电源形成氩气电浆。为了达到本发明预期的目的，前述预定功率在银靶材26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间，其溅射出来的银奈米微粒可控制于1～50奈米的尺度，基本上控制溅镀时溅射出的银微粒的粒径在1～5奈米的尺度为最佳，因为在该尺度下可以具备更为强力的银离子抑菌的功能，但本发明该银微粒的尺度并不以上述举例为限。借由1奈米至5奈米的银微粒一层层的堆栈在塑胶原粒11的表面111上，来形成该银薄膜12，堆栈后该银薄膜12的尺寸介于100到200奈米的厚度。当以上各项制程获得控制时，将可精确控制并在待镀塑胶原粒11上形成一个总厚度为100～200奈米，并由数层1～5奈米银微粒堆栈而成的银薄膜12。精确的控制奈米银微粒的尺寸大小时，该银薄膜12就可较为有效的释出银离子，以达到抑菌的强力效果。
由以上说明可知，本发明前述制法及制造设备不仅未见于以往者，该项设计也可直接以溅镀的方式，使奈米级银微粒沉积在滚动中的塑胶原粒11的表面111上，前述制法确实可以降低成本，故本发明的制造方法及制造设备不仅创新，更极具产业上利用价值。
权利要求
1.一种表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法，该塑胶粒是在一塑胶原粒的表面具有该银薄膜，其特征在于该制造方法包含制备真空腔体在前述真空腔体内部置放至少一溅镀靶源，以及一可滚动并对应溅镀靶源的滚筒，于溅镀靶源上放置银靶材；将塑胶原粒摆放在滚筒的一容室内；及形成银薄膜在该真空腔体内通以预定功率的电流，并充入一气体形成电浆，使银靶材上的银原子被电浆轰击溅向滚筒的容室，最后沉积在塑胶原粒的表面形成奈米级的银薄膜。
2.如权利要求1所述表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法，其特征在于该银薄膜的膜厚为100～200奈米。
3.如权利要求2所述表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法，其特征在于该银薄膜是由数层粒径1～5奈米的银微粒堆积而成。
4.一种制造设备，用以在一塑胶原粒的一表面上形成一银薄膜，该制造设备包含一溅镀机构，上述溅镀机构包括一真空腔体、至少一个架设在真空腔体上的溅镀靶、数量与溅镀靶相同并安置在溅镀靶上的银靶材、至少一邻近该银靶材的进气管，以及用以控制真空腔体的一真空腔室的真空度的一真空抽气系统、一自动压力控制系统；其特征在于该制造设备还包含一滚筒机构，上述滚筒机构包括一可滚动地架设在真空腔室内并界定出一供塑胶原粒摆放的容室的滚筒，于滚筒上设有多数可使银靶材上的银原子进入容室内的通孔。
5.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于该滚筒机构还包括两支左右间隔地并架设该滚筒的传动轴，以及一驱动该等传动轴及滚筒沿着一旋转中心转动的马达。
6.如权利要求5所述的制造设备，其特征在于该滚筒还具有一界定出该容室的筒体，上述筒体具有两个左右间隔并供传动轴架设的侧壁段，以及一介于该等侧壁段上且设置该等通孔的围绕段，于围绕段上开设一个通向容室的开孔，而该滚筒还具有一可被掀开地安装在围绕段上并用来封闭开孔的盖壁。
7.如权利要求5所述的制造设备，其特征在于该滚筒还具有一界定出该容室的筒体，以及数片自筒体往滚筒的旋转中心延伸的搅拌壁。
全文摘要
本发明公开了一种表面具有抑菌银薄膜的塑胶粒的制造方法及其制造设备，该制法包括制备真空腔体、将塑胶原粒摆放在一滚筒内，以及形成银薄膜等步骤，其中制备真空腔体的步骤是在一真空腔体内部置放数个溅镀靶源以及一滚筒，于溅镀靶源上放置银靶材，而形成银薄膜的步骤是在该真空腔体内通以预定功率的电流，并充入一气体形成电浆，使银靶材上的银原子被电浆轰击溅向滚筒的容室，最后沉积在滚动的塑胶原粒表面并形成奈米级银薄膜。本发明的制造设备主要是在一溅镀机构内部架设一个供塑胶原粒摆放并转动的滚筒机构。
文档编号C23C14/20GK1873047SQ20051007520
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月3日 优先权日2005年6月3日
发明者苏兆鸣 申请人:中华联合半导体设备制造股份有限公司, 苏兆鸣