CN115161597B - 一种基材抗菌制备工艺、抗菌基材及镀膜设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种基材抗菌制备工艺、抗菌基材及镀膜设备，其中，制备工艺包括以下步骤：基材置于密闭腔室内的转动料架上，抽真空形成真空处理腔室；向密闭腔室内通入惰性气体，通电启动密闭腔室内的离子发生器，对基材进行等离子清洗；向密闭腔室内通入第一工作气体，给阴极硅靶通电，通过磁控溅射的方式在基材表面沉积氧化硅膜；驱使转动盘和转动料架转动，向密闭腔室持续通入第二工作气体，给阴极银靶通电，通过磁控溅射的方式在氧化硅膜背离基材的表面沉积纳米银离子膜；在纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧沉积全氟聚合物膜。本申请提升银离子膜层与基材之间的附着稳定性，维持基材良好的抗菌性能。

Description

一种基材抗菌制备工艺、抗菌基材及镀膜设备
技术领域
本申请涉及抗菌镀膜的技术领域，尤其是涉及一种基材抗菌制备工艺、抗菌基材及镀膜设备。
背景技术
目前，市面上真空镀膜是指把金属、合金或化合物进行蒸发的方式，使其在被涂覆的工件上凝固并沉积的方法。相较于传统技术中的电镀法，真空镀膜附着力高，膜层的致密性好，因此真空镀膜机被广泛应用于工业生产过程中。
随着生活品质的提高，人们也越来越注重健康问题，因此，一些产品上需要进行抗菌处理，比如手机膜、屏幕面板和电子产品壳体等；相应的，以前抗菌基材的真空镀膜过程通常是采用含银的镀膜靶进行加热蒸发，将银离子涂覆于基材的表面，使得基材具有抗菌性。但是，这种镀膜方式所形成的银离子膜层在基材上附着力不高，实际使用中容易因外部摩擦而使得抗菌性能快速降低，不易于维持基材良好的抗菌性能。
发明内容
第一方面，为了提升银离子膜层与基材之间的附着稳定性，维持基材良好的抗菌性能，本申请提供一种基材抗菌制备工艺。
本申请提供的一种基材抗菌制备工艺采用如下的技术方案：
一种基材抗菌制备工艺，包括以下步骤：
S01、基材置于密闭腔室内的转动料架上，抽真空形成真空处理腔室；其中，密封腔室内设有转动盘和阳极支架，阳极支架处于转动盘的中心位置，转动料架偏心设置于转动盘上且与转动盘转动连接；
S02、向密闭腔室内通入惰性气体，通电启动密闭腔室内的离子发生器，对基材进行等离子清洗；
S03、向密闭腔室内通入第一工作气体，给阴极硅靶通电，通过磁控溅射的方式在基材表面沉积氧化硅膜；其中，第一工作气体包括氧气和步骤S02中相同的惰性气体；
S04、驱使转动盘和转动料架转动，向密闭腔室持续通入第二工作气体，给阴极银靶通电，通过磁控溅射的方式在氧化硅膜背离基材的表面沉积纳米银离子膜；
S05、在纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧沉积全氟聚合物膜。
通过采用上述技术方案，先在基材上沉积一层氧化硅膜作为底层，而后沉积用于起到抗菌作用的纳米银离子膜，并且在沉积过程中，因转动盘与转动料架的转动，使得基材呈现一种既自转又公转的形式，而实际沉积作业中，阴极粒子是自阴极靶材向着转动料架运动的，以此实现粒子的沉积，而本方案中基材会进行自转与公转，使得基材上沉积的纳米银离子膜排布更为均匀。同时，过往大都是通过先通入工作气体至一定气体密度后，再进行磁控溅射，这种情况下初始的气体密度就处于较高值，阴极粒子自阴极靶材被溅射并向转动料架转移的速率会较快，从而能够在基材上沉积得到致密的镀层；而在本方案中，通过将第二工作气体以特定的速率进行持续通入，可相对降低阴极粒子自阴极靶材被溅射并向转动料架转移的速率，从而在基材上沉积得到致密度与厚度都相对较低且更为均匀的纳米银离子膜。接着，在纳米银离子膜沉积全氟聚合物膜，一方面可减少纳米银离子膜直接与外界接触而被磨耗及氧化的情况，维持基材良好的抗菌性能；另一方面，作为大分子聚合物的全氟聚合物膜能够与氧化硅膜实现分子键结合，从而对纳米银离子膜起到包覆稳固的作用，从而提升银离子膜层与基材之间的附着稳定性，维持基材良好的抗菌性能。
可选的，在步骤S04的磁控溅射过程中，阴极银靶的电流为1A，电压为350-420V，沉积速率为6-8nm/min，第二工作气体的通入速率为180-210sccm。
通过采用上述技术方案，令沉积速率在1-2nm/min之间，且控制第二工作气体的通入速率为180-210sccm，可减少纳米银离子从阴极银靶溅射过快的情况，使得纳米银离子能够缓慢均匀地沉积在氧化硅膜上形成纳米银离子膜，以保持良好的抗菌效果。而在实际沉积过程中，沉积速率过快可能会使得粒子集中一处进行厚度方向的快速堆叠，影响粒子的沉积薄膜的均匀性。
可选的，在步骤S04的磁控溅射过程中，第二工作气体为氩气，处理时间为20-60s；处理过程中，转动盘转动1-2圈，且转动盘转速与转动料架转速之比为1：(3.5-5)。
可选的，在步骤S04的磁控溅射过程中，第二工作气体包括氩气和氧气，氩气与氧气通入速率之比为(1-1.05)：1；处理时间为30-35s，处理过程中转动盘转动2圈，且转动盘转速与转动料架转速之比为1：(3.5-5)。
可选的，在步骤S04的磁控溅射过程中还包括：通电启动密封腔室内的离子发生器。并且，离子发生器通电工作时的电流为0.8A，电压为750-800V。
可选的，步骤S05具体为：
加热置于密封腔室内的全氟聚合物药丸，使全氟聚合物药丸受热蒸发呈全氟聚合物并沉积于纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧形成全氟聚合物膜，处理时间为6-8min。
通过采用上述技术方案，采用加热蒸发的方式将全氟聚合物药丸蒸发为分子状，从而方便快捷地在纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧形成全氟聚合物膜。
可选的，在步骤S02中，第一工作气体包括氩气和氧气；其中，氩气的通入速率为50-60sccm，且氩气通入速率与氧气通入速率之比为1：(2-2.2)。
第二方面，为了提升银离子膜层与基材之间的附着稳定性，维持基材良好的抗菌性能，本申请提供一种抗菌基材。
本申请提供的一种抗菌基材采用如下的技术方案：
一种抗菌基材，采用上述中的所述基材抗菌制备工艺制备而成，包括基材、处于基材上的氧化硅膜、处于氧化硅膜上的纳米银离子膜和处于纳米银离子膜上的全氟聚合物膜。
通过采用上述技术方案，制备得到的抗菌基材中银离子膜层与基材之间的具有良好的附着稳定性，可以维持良好的抗菌性能。
第三方面，为了提升银离子膜层与基材之间的附着稳定性，维持基材良好的抗菌性能，本申请提供一种镀膜设备。
本申请提供的一种镀膜设备采用如下的技术方案：
一种镀膜设备，包括：
工作仓，所述工作仓内形成有密封腔室；
真空抽取装置，用于对工作仓内空气进行抽取；
离子发生器，设于工作仓内；
气体输送装置，用于将工作气体输送至工作仓内；
转动盘，转动设于工作仓内；
阳极支架，设于工作仓内，且所述阳极支架处于转动盘的中心位置；所述阳极支架设有第一限位结构，第一限位结构能够对药丸进行限位，且所述第一限位结构连接有加热组件；
转动料架，偏心设于转动盘上且与转动盘转动连接，所述转动料架上设有第二限位结构，所述第二限位结构能够对基材进行限位；
动力驱动机构，所述转动盘的转动与转动料架的转动均由动力驱动机构驱动；
阴极靶材，连接于工作仓的内壁，且所述阴极靶连接有导通电路；
磁体，设于工作仓内壁，且所述磁体、阴极靶材和阳极支架处于同一直线。
通过采用上述技术方案，实际的镀膜过程中，在磁场与电场的作用下，阴极靶材受粒子激发出现溅射现象并沿靠近阳极支架的方向迁移，从而沉积在基材表面形成相应的膜层；同时，转动盘的转动与转动料架的转动均由动力驱动机构驱动，以使得基材是以自转与公转的形式被沉积，可令膜层沉积更为均匀。
可选的，所述动力驱动机构包括驱动组件和联动组件，所述驱动组件用于驱使转动盘转动；所述转动盘上设有供转动料架固定的转动轴座；所述联动组件包括相互啮合的联动齿轮和联动齿环，所述联动齿轮设于转动轴座上，所述联动齿环设于工作仓的底部。
通过采用上述技术方案，由驱动组件驱使转动盘带动转动料架围绕转动盘的转动中心转动，并利用联动齿轮与联动齿环之间的啮合，驱使转动料架进行自转，采用一个动力源即可达到驱使转动料架自转与公转的目的，整体结构简单。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过将第二工作气体以特定的速率进行持续通入，可相对降低阴极粒子自阴极靶材被溅射并向转动料架转移的速率，从而在基材上沉积得到致密度与厚度都相对较低且更为均匀的纳米银离子膜；同时，作为大分子聚合物的全氟聚合物膜能够与氧化硅膜实现分子键结合，从而对纳米银离子膜起到包覆稳固的作用，能够提升银离子膜层与基材之间的附着稳定性，维持基材良好的抗菌性能；
2.减少纳米银离子从阴极银靶溅射过快的情况，使得纳米银离子能够缓慢均匀地沉积在氧化硅膜上形成纳米银离子膜，以保持良好的抗菌效果；
3.制备得到的抗菌基材中银离子膜层与基材之间的具有良好的附着稳定性，可以维持良好的抗菌性能。
附图说明
图1是本申请实施例中镀膜设备的整体示意图；
图2是本申请实施例中镀膜设备水平方向的剖视图；
图3是本申请实施例中镀膜设备竖直方向的剖视图。
附图标记说明：1、工作仓；11、仓身；12、仓门；2、离子发生器；3、转动盘；31、转动轴座；4、阳极支架；5、转动料架；6、阴极靶材；7、驱动组件；71、驱动电机；72、驱动齿轮；73、驱动齿环；8、联动组件；81、联动齿轮；82、联动齿环。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种基材抗菌制备工艺、抗菌基材及镀膜设备。
第一方面，本申请实施例公开了一种镀膜设备，参照图1和图2，包括工作仓1、真空抽取装置、离子发生器2、气体输送装置、转动盘3、阳极支架4、转动料架5、动力驱动机构、阴极靶材6和磁体。其中，工作仓1呈圆柱体状，且工作仓1的内部具有圆柱状的密闭腔室；同时，离子发生器2、转动盘3、阳极支架4、转动料架5、动力驱动机构、阴极靶材6和磁体均设置在工作仓1内部，真空抽取装置则用于对工作仓1内的空气进行抽取以形成真空处理环境；气体输送装置用于将工作气体输送至工作仓1内。
具体的，工作仓1包括仓身11和仓门12；其中，仓身11的侧壁开设有窗口，仓门12铰接于仓身11，且仓门12用于窗口进行封闭。同时，真空抽取装置与气体输送装置安装于工作仓1的一侧，且真空抽取装置与气体输送装置均通过管路连通于工作仓1，以此实现真空抽取装置抽取工作仓1内空气、气体输送装置将工作气体输出至工作仓1的目的。
参照图2，离子发生器2处于工作仓1内部，可用于对工作仓1内的气体起到电离的作用；本实施例中，离子发生器2安装于仓门12上。另一实施例中，离子发生器2也可以安装于仓身11上。并且，离子发生器2安装的位置还安装有能够转动遮挡离子发生器2的挡板，以此减少镀膜过程中粒子沉积在离子发生器2表面的情况。
参照图1和图，转动盘3呈圆盘状，且通过中轴与轴承的方式与工作仓1的底部转动连接；在本实施例中，转动盘3的转动轴线与工作仓1的中心轴线相重合；同时，在仓门12开启时，部分转动盘3能够自仓身11的窗口外露。
阳极支架4居中安装于工作仓1内，即使得阳极支架4处于转动盘3的中心位置；并且，阳极支架4上安装有能够对药丸进行限位的第一限位结构。本实施例中，第一限位结构包括限位皿和两个连接于限位皿上的连接片；其中，限位皿用于放置药丸，两个连接片均连接在阳极支架4上，以此实现整个第一限位结构的位置固定。同时，第一限位结构连接有加热组件，具体的，在本实施例中，连接片为导电材质，且两个连接片分别与电源的正负极连接，而限位皿可以作为电阻发热，或是限位皿内设置有用于发热的电阻丝。
参照图1和图2，转动料架5有多个，多个转动料架5周向均匀排布在转动盘3上，每个转动料架5均与转动盘3转动连接，且转动料架5的转动轴线平行于转动料架5的长度方向。同时，转动料架5上设置有第二限位结构(图中未示出)，第二限位结构能够对基材进行限位；本实施例中，基材呈薄片状，相应可将第二限位结构设置为吸盘或可以对基材进行夹持的夹持结构。
参照图2和图3，动力驱动机构安装于工作仓1下侧，且转动盘3的转动与转动料架5的转动均由动力驱动机构驱动；具体的，动力驱动机构包括驱动组件7和联动组件8。其中，驱动组件7用于驱使转动盘3转动，且在本实施例中，驱动组件7包括驱动电机71、套设于驱动电机71输出轴的驱动齿轮72和设置于转动盘3外周缘的驱动齿环73，驱动电机71固定安装于工作仓1的底部，且驱动齿轮72与驱动齿环73相啮合。从而，利用驱动电机71驱使驱动齿轮72转动，再利用驱动齿轮72与驱动齿环73之间的动力传递作用，即可达到驱使转动盘3转动的目的。
同时，转动盘3上可转动地安装有供转动料架5固定的转动轴座31，转动料架5与转动轴座31可拆卸连接，且通过在转动轴座31设置相应的限位缺口，可使得转动料架5能够随转动轴座31的转动而转动。相应的，联动组件8包括相互啮合的联动齿轮81和联动齿环82；其中，联动齿轮81固定套设在转动轴座31上，联动齿环82固定安装于工作仓1的底部。在转动盘3带动转动轴座31围绕转动盘3的转动轴线而转动时，转动轴座31上联动齿轮81相对联动齿环82移动，以此带动转动轴座31进行自转，从而达到带动转动料架5进行自转的目的。同时，在本实施例中，联动齿环82与联动齿轮81之间的传动比为1:4，即联动齿环82与联动齿轮81之间的转速之比为1:4。
参照图1和图2，工作仓1的内壁安装有靶材支架，阴极靶材6呈竖向安装于靶材支架上；且每个靶材支架均连接有导通电路，以使得安装于靶材支架上的阴极靶材6能够经由导通电路通入电流。本实施例中，靶材支架数量有两个，即最多可以安装两个阴极靶材6；而在其他实施例中，基于阴极靶材6的数量需求，靶材支架还可以设置为三个、四个乃至更多，以供对应数量的阴极靶材6进行安装固定。同时，工作仓1内还安装有用于将阴极靶材6进行转动遮挡的遮挡板，遮挡板的数量与靶材支架的数量相同且位置一一对应。此外，磁体安装于工作仓1内壁与阴极靶材6位置相对的区域，且磁体、阴极靶材6和阳极支架4能够处于同一直线。
本申请实施例一种镀膜设备的实施原理为：实际的镀膜过程中，基板安装在转动料架5的第二限位结构上，关闭仓门12以使工作仓1内部形成密闭腔室，而后通入惰性气体作为工作气体并开启离子发生器2对基材的表面进行等离子清洗。完成后，通入磁控溅射所需的工作气体，并对阴极靶材6进行通电，在磁场与电场的作用下，阴极靶材6受气体分子激发出现溅射现象，溅射而出的靶材粒子沿靠近阳极支架4的方向迁移，从而沉积在基材表面形成相应的膜层；同时，转动盘3的转动与转动料架5的转动均由动力驱动机构驱动，以使得基材是以自转与公转的形式转动，可令膜层沉积更为均匀。
第二方面，本申请实施例公开了一种基材抗菌制备工艺，采用上述中的镀膜设备。
实施例1
参照图，本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，包括以下步骤：
S01、基材置于密闭腔室内的转动料架5上，抽真空形成真空处理腔室。
其中，在本实施例中，基材具体可以为片状的玻璃钢化膜或玻璃面板，也可以是金属或塑胶材质的背板。
同时，在密封腔室内具有转动盘3和阳极支架4，阳极支架4处于转动盘3的中心位置，且阳极支架4上的第一限位结构上放置有药丸，转动料架5偏心设置于转动盘3上且与转动盘3转动连接。
此外，由真空抽取装置对密封腔室内的空气进行抽取，且在本实施例中，真空处理腔室的真空度为5×10-3Pa。
S02、向密闭腔室内通入惰性气体，通电启动密闭腔室内的离子发生器2，对基材进行等离子清洗。
其中，本步骤中通入的惰性气体为氩气，氩气采用持续通入的方式，且氩气的通入速率为70-85snnm。
离子发生器2用于促使密闭腔室内氩气发生电离以产生用于清洗基材表面的等离子体，且在本实施例中，离子发生器2通电时的电流为0.8A，电压为800V；同时，等离子清洗时间为3±0.5min。
此外，在等离子清洗的过程中，还可以驱使转动盘3转动，以使装载有基材的物料支架进行自转与公转，以使等离子清洗的效果更好；具体的，转动盘3的转动速率在2-3r/min之间。
S03、向密闭腔室内通入第一工作气体，给阴极硅靶通电，通过磁控溅射的方式在基材表面沉积氧化硅膜。
其中，第一工作气体包括氧气和氩气，氩气作为惰性气体用于在磁控溅射过程中撞击在阴极硅靶以使阴极硅靶溅射出相应的粒子，而氧气则用于与阴极硅靶上溅射而出的粒子结合并沉积到基材表面形成致密且均匀的氧化硅膜。
在本实施例中，氧气与氩气均采用持续通入的方式，以使阴极粒子自阴极硅靶溅射沉积至基材的过程更为缓慢均匀；并且，氩气的通入速率为50sccm，氧气的通入速率是氩气通入速率的2-2.5倍；在本实施例中，可以取氩气通入速率为110sccm。
同时，磁控溅射过程中，阴极硅靶的电流为15A，电压为400V，沉积速率为1.8-2nm/min，处理时间为6min。
S04、驱使转动盘3和转动料架5转动，向密闭腔室持续通入第二工作气体，给阴极银靶通电，通过磁控溅射的方式在氧化硅膜背离基材的表面沉积纳米银离子膜。
其中，在磁控溅射过程中，阴极银靶的电流为1A，电压为350-420V，沉积速率为6-8nm/min；具体的，采用上述镀膜设备，对应的乘积速率为6.5nm/min。同时，第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为180-210sccm。此外，磁控溅射的处理时间为20-60s；处理过程中，转动盘3转动1-2圈，且转动盘3转速与转动料架5转速之比为1：4。
具体的，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为20s，处理过程中转动盘3转动1圈。
S05、在纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧沉积全氟聚合物膜。
具体的，加热置于密封腔室内的全氟聚合物药丸，使全氟聚合物药丸受热蒸发呈全氟聚合物并沉积于纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧形成全氟聚合物膜，处理时间为6-8min。同时，本实施例中，全氟聚合物药丸选用AF药丸，且加热全氟聚合物药丸的电流为700A，电压为2.7V。
S06、将依次沉积有氧化硅膜、纳米银离子膜和全氟聚合物膜的基材自密闭腔内取出，得到抗菌基材。
实施例2
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例1的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为25s，处理过程中转动盘3转动1圈。
实施例3
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例1的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为50s，处理过程中转动盘3转动2圈。
实施例4
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例1的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为60s，处理过程中转动盘3转动2圈。
实施例5
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例1的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为40s，处理过程中转动盘3转动2圈。
实施例6
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例1的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为20s，处理过程中转动盘3转动2圈。
实施例7
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例1的区别在于：在步骤S04中第二工作气体不同，且部分处理条件不同。
具体的，在步骤S04中，磁控溅射的过程中，阴极银靶的电流为1A，电压为350-420V；第二工作气体包括氩气和氧气，且氩气与氧气的通入速率之比为(1-1.05)：1；处理时间为30-35s，且在处理过程中转动盘3转动2圈，同时，转动盘3转速与转动料架5转速之比为1：4。
在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；氩气的通入速率为200sccm，氧气的通入速率为200sccm，处理时间为25s。
实施例8
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例7的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；氩气的通入速率为200sccm，氧气的通入速率为200sccm，处理时间为30s。
实施例9
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例7的区别在于：在步骤S04中的部分处理条件不同。
具体的，在本实施例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；氩气的通入速率为200sccm，氧气的通入速率为200sccm，处理时间为35s。
实施例10
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例8的区别在于：在步骤S04中，还包括启动离子发生器2在处理过程进行离子辅助。
具体的，在磁控激射的过程中，离子发生器2始终处于启动状态，以达到离子辅助的作用；并且，在本实施例中，离子发生器2通电时的电流为0.8A，电压为800V。
实施例11
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例10的区别在于：在步骤S04中，离子发生器2的通电参数不同。具体的，离子发生器2通电时的电流为0.8A，电压为750V。
实施例12
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例9的区别在于：在步骤S04中，还包括启动离子发生器2在处理过程进行离子辅助。
具体的，在磁控激射的过程中，离子发生器2始终处于启动状态，以达到离子辅助的作用；并且，在本实施例中，离子发生器2通电时的电流为0.8A，电压为800V。
实施例13
本申请实施例公开的一种基材抗菌制备工艺，本实施例与实施例12的区别在于：在步骤S04中，离子发生器2的通电参数不同。具体的，离子发生器2通电时的电流为0.8A，电压为750V。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为400sccn；同时，处理时间为50s，处理过程中转动盘3转动2圈。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为2A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为400sccn；同时，处理时间为60s，处理过程中转动盘3转动2圈。
对比例3
本对比例与实施例7的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为350V；第二工作气体为氩气和氧气，且氩气和氧气的通入速率均为200sccn；同时，处理时间为40s，处理过程中转动盘3转动2圈。
对比例4
本对比例与实施例7的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气和氧气，且氩气和氧气的通入速率均为200sccn；同时，处理时间为60s，处理过程中转动盘3转动2圈。
对比例5
本对比例与实施例7的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为350V；第二工作气体为氩气和氧气，且氩气和氧气的通入速率均为200sccn；同时，处理时间为60s，处理过程中转动盘3转动2圈。
对比例6
本对比例与实施例7的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气和氧气，且氩气和氧气的通入速率均为200sccn；同时，处理时间为240s，处理过程中转动盘3转动8圈。
对比例7
本对比例与实施例7的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气和氧气，且氩气和氧气的通入速率均为200sccn；同时，处理时间为30s，处理过程中转动盘3转动1圈。
对比例8
本对比例与实施例7的区别在于：在步骤S04的部分处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气和氧气，且氩气和氧气的通入速率均为200sccn；同时，处理时间为35s，处理过程中转动盘3转动1圈。
对比例9
本对比例与实施例1的区别在于：在完成对基材的等离子清洗后，不在基材表面进行氧化硅膜的沉积，而是直接将纳米银离子膜沉积在基材表面，接着将全氟聚合物膜沉积在纳米银离子膜表面。此外，本对比例进行纳米银离子膜与全氟聚合物膜的沉积处理条件与实施例1的处理条件相同。
对比例10
本对比例与对比例9的区别在于：沉积纳米银离子膜的处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为25s，处理过程中转动盘3转动1圈。
对比例11
本对比例与对比例9的区别在于：沉积纳米银离子膜的处理条件不同。
具体的，在本对比例中，阴极银靶的电流为1A，电压为400V；第二工作气体为氩气，且氩气的通入速率为200sccn；同时，处理时间为50s，处理过程中转动盘3转动2圈。
对前述中的13个实施例和11个对比例进行全流程实验，其中，实施例1-13与对比例1-8均具有前述中的步骤S01-S05，且在步骤S01-S03和S05中均采用相同的处理条件，各实施例与对比例的区别在于步骤S04的处理条件不同。
具体的，在步骤S01中真空抽取装置对密封腔室内的空气进行抽取后，真空处理腔室的真空度为5×10-3Pa。
步骤S02的主要处理条件如下表所示：
Figure BDA0003760482360000111
步骤S03的主要处理条件如下表所示：
Figure BDA0003760482360000121
步骤S04的主要处理条件如下表所示：
Figure BDA0003760482360000122
Figure BDA0003760482360000131
/>
步骤S05的主要处理条件如下表所示：
Figure BDA0003760482360000132
同时，对比例9-11则是在完成对基材的等离子清洗后，不在基材表面进行氧化硅膜的沉积，而是直接将纳米银离子膜沉积在基材表面，接着将全氟聚合物膜沉积在纳米银离子膜表面。
具体的，对比例9-11在采用真空抽取装置对密封腔内的空气进行抽取后，真空处理腔室内的真空度与实施例1-3中步骤S01所获得的真空度相同，均为5×10-3Pa；同时，对比例9-11在等离子清洗过程中的处理条件与实施例1-3中步骤S02的处理条件相同，对比例9-11在沉积全氟聚合物膜过程中的处理条件与实施例1-3中步骤S05的处理条件相同。
此外，对比例9-11在沉积纳米银离子膜过程中的处理条件一一对应于实施例1-3中步骤S04的处理条件。具体处理条件如下表所示：
Figure BDA0003760482360000133
相应的，对上述中11个实施例和11个对比例所获得的抗菌基材进行性能测试，得到的结果如下表：
Figure BDA0003760482360000134
/>
Figure BDA0003760482360000141
1.上表中，耐久性能测试中，先采用水滴角测试仪对被测物表面的水滴进行测试，得到初始水滴角的参数；接着，采用φ6mm的工业橡皮负重1kg以45cycle/min的速度在被测物表面进行摩擦，行程为30mm，摩擦300次；而后再采用水滴角测试仪测试得到摩擦后的水滴角参数；其中，摩擦后水滴角大于110°即表明符合耐久性能的基本要求；
2.上表中，透光率的测试采用透光仪进行测定，测试时，取不同测试点测试至少4-6次，取最小值记录为对应的透光率；其中，T≥90％即表明符合透光率的基本要求，T＜90％表明不符合透光率的基本要求；
3.上表中，抗菌性能采用《JISZ2801:2010抗菌加工制品-抗菌性试验方法和抗菌效果的测定》中所记录的抗菌性试验方法进行测试，且在本方案的抗菌试验中，检测菌种包括“大肠杆菌ATCC 8739”与“金黄色葡萄球菌ATCC 6538P”；
4.耐耐久性、透光率和抗菌性能依次进行测试，且当耐久性测试中摩擦后水滴角小于100°时，不进行后续测试；当透光率测试结果T＜90％时，不进行抗菌性能的送检测试。
基于上述试验数据，相应进行比对：
(1)通过实施例1与实施例5的对比、实施例2与实施例3的对比、对比例5-7之间的对比，可以得知在转动盘3处于相同转速的情况下，加长处理时间会降低抗菌基材的透光率；
(2)通过实施例3-6之间的对比、实施例7-9和对比例3-4的对比，可以得知在转动盘3转动圈数相同的情况下，处理时间越长会降低抗菌基材的透光率；
(3)通过实施例3与对比例1的对比、实施例4和对比例2的对比，可以得知在仅采用氩气作为第二工作气体时，氩气流量的增大会降低抗菌基材的透光率；
(4)通过实施例4与对比例4的对比、实施例5与对比例3的对比，可以得知在采用氧气和氧气作为第二工作气体时，氧气的通入会在一定程度上降低抗菌基材的透光率；
(5)通过实施例8与对比例7的对比、实施例9和对比例8的对比，可以得知在处理时间相同时，转动盘3仅转动一圈所获得抗菌基材的抗菌性能低于转动盘3转动两圈所获得抗菌基材的抗菌性能；
(6)通过实施例8与实施例10-11的对比、实施例9和实施例12-13的对比，可以得知第二工作气体包括氧气和氩气时，在处理过程中采用离子辅助能够提升抗菌基材的透光率；
(7)通过实施例1-3与对比例9-11之间的对比，可以得知采用氧化硅膜作为纳米银离子膜的底层能够提升抗菌基材的耐久性能，以维持更久的抗菌性能。
综上所述，，采用氧化硅膜作为纳米银离子膜的底层能够提升抗菌基材的耐久性能，以维持更久的抗菌性能；在步骤S01-S03和S05采用上述中的处理条件的情况下，若步骤S04中仅采用氩气作为第二工作气体，较优的处理条件为：阴极银靶的电流为1A，电压为400V；氩气的通入速率为200sccn，处理时间为20s，处理过程中转动盘3转动1圈。
同时，若步骤S04中采用氧气和氩气作为第二工作气体，较优的处理条件为：阴极银靶的电流为1A，电压为400V；氩气和氧气的通入速率均为200sccm，处理时间为25s，处理过程中转动盘3转动2圈。并且，更优的处理条件还包括启动离子发生器2在处理过程进行离子辅助，离子发生器2通电时的电流为0.8A，电压为800V。
第三方面，本申请实施例公开了一种抗菌基材，采用上述中的所述基材抗菌制备工艺制备而成，包括基材、处于基材上的氧化硅膜、处于氧化硅膜上的纳米银离子膜和处于纳米银离子膜上的全氟聚合物膜。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基材抗菌制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S01、基材置于密闭腔室内的转动料架(5)上，抽真空形成真空处理腔室；其中，密封腔室内设有转动盘(3)和阳极支架(4)，阳极支架(4)处于转动盘(3)的中心位置，转动料架(5)偏心设置于转动盘(3)上且与转动盘(3)转动连接；
S02、向密闭腔室内通入惰性气体，通电启动密闭腔室内的离子发生器(2)，对基材进行等离子清洗；
S03、向密闭腔室内通入第一工作气体，给阴极硅靶通电，通过磁控溅射的方式在基材表面沉积氧化硅膜；其中，第一工作气体包括氧气和步骤S02中相同的惰性气体；
S04、驱使转动盘(3)和转动料架(5)转动，向密闭腔室持续通入第二工作气体，给阴极银靶通电，通过磁控溅射的方式在氧化硅膜背离基材的表面沉积纳米银离子膜；
S05、在纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧沉积全氟聚合物膜；
其中，在步骤S04的磁控溅射过程中，阴极银靶的电流为1A，电压为350-420V，沉积速率为6-8nm/min，第二工作气体的通入速率为180-210sccm；
在步骤S04的磁控溅射过程中，第二工作气体为氩气，处理时间为20-60s；处理过程中，转动盘(3)转动1-2圈，且转动盘(3)转速与转动料架(5)转速之比为1：（3.5-5）；
或者，在步骤S04的磁控溅射过程中，第二工作气体包括氩气和氧气，氩气与氧气通入速率之比为（1-1.05）：1；处理时间为30-35s，处理过程中转动盘(3)转动2圈，且转动盘(3)转速与转动料架(5)转速之比为1：（3.5-5）。
2.根据权利要求1所述的基材抗菌制备工艺，其特征在于，在步骤S04的磁控溅射过程中还包括：通电启动密封腔室内的离子发生器(2)。
3.根据权利要求1所述的基材抗菌制备工艺，其特征在于，步骤S05具体为：
加热置于密封腔室内的全氟聚合物药丸，使全氟聚合物药丸受热蒸发呈全氟聚合物并沉积于纳米银离子膜背离氧化硅膜的一侧形成全氟聚合物膜，处理时间为6-8min。
4.根据权利要求1所述的基材抗菌制备工艺，其特征在于，在步骤S02中，第一工作气体包括氩气和氧气；其中，氩气的通入速率为50-60sccm，且氩气通入速率与氧气通入速率之比为1：（2-2.2）。
5.一种抗菌基材，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项所述的基材抗菌制备工艺制备而成，包括基材、处于基材上的氧化硅膜、处于氧化硅膜上的纳米银离子膜和处于纳米银离子膜上的全氟聚合物膜。
6.一种镀膜设备，其特征在于，应用于权利要求1-4中任一项所述的基材抗菌制备工艺，包括：
工作仓(1)，所述工作仓(1)内形成有密封腔室；
真空抽取装置，用于对工作仓(1)内空气进行抽取；
离子发生器(2)，设于工作仓(1)内；
气体输送装置，用于将工作气体输送至工作仓(1)内；
转动盘(3)，转动设于工作仓(1)内；
阳极支架(4)，设于工作仓(1)内，且所述阳极支架(4)处于转动盘(3)的中心位置；所述阳极支架(4)设有第一限位结构，第一限位结构能够对药丸进行限位，且所述第一限位结构连接有加热组件；
转动料架(5)，偏心设于转动盘(3)上且与转动盘(3)转动连接，所述转动料架(5)上设有第二限位结构，所述第二限位结构能够对基材进行限位；
动力驱动机构，所述转动盘(3)的转动与转动料架(5)的转动均由动力驱动机构驱动；
阴极靶材(6)，连接于工作仓(1)的内壁，且所述阴极靶连接有导通电路；
磁体，设于工作仓(1)内壁，且所述磁体、阴极靶材(6)和阳极支架(4)处于同一直线。
7.根据权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，所述动力驱动机构包括驱动组件(7)和联动组件(8)，所述驱动组件(7)用于驱使转动盘(3)转动；所述转动盘(3)上设有供转动料架(5)固定的转动轴座(31)；
所述联动组件(8)包括相互啮合的联动齿轮(81)和联动齿环(82)，所述联动齿轮(81)设于转动轴座(31)上，所述联动齿环(82)设于工作仓(1)的底部。
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