具有防变色层的镀银纤维及其制法 【技术领域】
本发明涉及一种纤维及其制造方法，特别是涉及一种具有抗菌功效的纤维及其制造方法。
背景技术
抗菌纤维的滥觞始自于二次世界大战，当时的德国采用经过抗菌处理的纤维织品制成军服，而使伤员死亡率大幅降低。
目前抗菌纤维的制作主要是配合常见的湿式纺丝法进行，以得到最大的经济效益。
例如美国第6524508号专利案，提出利用甲壳素作为抗菌剂，先将其溶解后，让压克力纤维浸入含有溶解的甲壳素的溶液中，使甲壳素包覆在压克力纤维上，得到具有抗菌功效的纤维。
又例如日本第9059820号专利案，使用二氧化钛作为抗菌剂，将二氧化钛制成粒径为奈米等级的小颗粒分散于有机溶剂中后，再与丙烯腈共聚物树脂(acrylonitrile copolymer)混合后进行纺织，制得抗菌纤维。
再例如中国台湾第I283717号专利案以银作为抗菌剂，主要是将银盐化合物加入混搀有分散剂的有机溶剂中形成奈米银溶液，再将高分子树脂混入奈米银溶液后进行纺织，制得抗菌纤维。
配合纺织采用湿式制法确实可以高经济效益制得抗菌纤维。但是，对于采用银作为抗菌剂制得的抗菌纤维来说，由于奈米银会直接曝露在空气中而硫化、氧化甚至照光而变色，所以必须再使用化学性的抗氧化涂料形成保护膜，防止其变色，而这样的化学性涂料通常难以避免的缺点则是会引起人体的过敏反应及有环保的问题。
此外，也有采用铜作为抗菌剂的抗菌纤维，而对于采用铜作为抗菌剂的抗菌纤维来说，则同样地必须再使用化学性的抗氧化涂料形成保护膜，或是再电镀镍防止铜的氧化，而无论是采用化学性涂料或是镍，同样的都会引起人体的过敏反应。
另外，例如US5454886、US6017553、US6238686B1、US2006/0134390A1等案揭露主要以各种真空镀膜(depositing)方式制作抗菌纤维，且在特定的工作压力(大于10-3Torr)进行控制时，会影响到例如银、铜等抗菌剂的结构，进而影响制得的抗菌纤维的抗菌功效。
但由于这些技术文献在其所提到的抗菌测试中，只有以定性测试方法{主要有美国AATCC Test Method 90(Halo Test，晕圈法，也叫琼脂平皿法)、AATCCTest Method 1214(平行划线法)和JISZ2911-1981(抗微生物性实验法)等}进行，而定性测试方法主要是针对溶出性抗菌剂的一种测试方法，其抗菌结果是基于离开纤维进入培养皿的抗菌剂活性，所以仅适用于溶出型抗菌产品的测试，而不适用于非溶出性抗菌纤维的抗菌测试。也就是说，这些专利文献所宣称其拥有的工作压力的制程参数范围条件下制作出来的抗菌纤维，并无法含括适用于非溶出性的抗菌纤维的定量测试标准。
所以，现阶段的抗菌纤维需要加以改善，除了必须不会色变，也不会造成人体过敏反应，且可以通过例如美国AATCC Test Method 100(菌数测定法)TZ/TO2021-9、奎因(Quinn)实验法等定量测试方法的检测，而确实具有抗菌的功效。
【发明内容】
本发明的目的是在提供一种可防止变色且具有抗菌功效的具有防变色层的镀银纤维。
本发明的另一目的是在提供一种可防止变色且具有抗菌功效的具有防变色层的镀银纤维的制法。
本发明具有防变色层的镀银纤维，其特征在于：包含一纤维本体、一团聚群组、一防变色层，及复数细裂缝。
所述纤维本体由一纤维材料所构成且包括一外表面。
所述团聚群组包括多数银原子团聚，每一银原子团聚以银为材料磁控溅镀(magnetron sputtering)而使得多数银原子团聚(cluster)在所述外表面局部区域所形成。
所述防变色层以镀膜方式将化性稳定而在空气中不易变质的金属元素，例如金、钛、铂、钯，及/或此等金属元素所构成的合金形成类薄膜态样(film-like，已具有足够的膜体厚度，但结构强度尚未达到成膜的状态)附着在所述外表面与所述团聚群组上。
该些细裂缝形成在所述防变色层上而使所述防变色层不连续。
另一方面，本发明具有防变色层的镀银纤维的制法，包含以下三个步骤：
首先是准备一由一纤维材料构成的纤维本体。
接着以银为材料在所述纤维本体上进行磁控溅镀，使所述纤维本体上附着有由多数银原子团聚构成的团聚群组。
最后继续在同一镀膜环境中，以镀膜方式将化性稳定而在空气中不易变质的金属元素，或此等金属元素所构成地合金，形成类薄膜态样附着在所述外表面与所述团聚群组上，构成一形成有多数细裂缝而不连续的防变色层。
本发明的有益效果在于：以磁控溅镀银形成银原子团聚达到抗菌功效，并以同样方式及化性稳定而在空气中不易变质的金属元素，及/或此等金属元素所成的合金为材料，形成类薄膜态样而具有细裂缝的防变色层，在不影响银的抗菌效果下防止银原子团聚变色。
【附图说明】
图1是一示意图，说明本发明一种具有防变色层的镀银纤维的一较佳实施例；及
图2是一流程图，辅助说明图1本发明具有防变色层的镀银纤维的较佳实施例的制法。
【具体实施方式】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
参阅图1、图2，是本发明具有防变色层的镀银纤维一较佳实施例，是由如图2所示的制法所制得。
参阅图1，本发明较佳实施例所说明的具有防变色层的镀银纤维包含一纤维本体11、一包括复数银原子团聚121的团聚群组12、一防变色层13，及复数细裂缝14。
所述纤维本体11由纤维材料所构成且包括一外表面111，纤维材料的适用选择范围极广，凡可构成不织布、织布的纤维材料均可适用，在此不一一列举。
该些银原子团聚121是以银为靶材，通入氩气并在工作压力2×10-3～8×10-3Torr，更佳地是3×10-3～6×10-3Torr的溅镀环境中以0.2w/cm2～10w/cm2的溅射功率密度(溅射功率密度＝溅射靶功率/溅射靶面积)进行磁控溅镀，而使得多数银原子团聚在所述外表面111局部区域所形成，其含量在10ppm～2000ppm，而具有抗菌功效。
在此要说明的是，推测该些银原子团聚是因为在溅镀时工作压力控制在2×10-3～8×10-3Torr，更佳地是3×10-3～6×10-3Torr的范围内(低于2×10-3Torr时不易激发靶材、开始溅镀)，并以低的溅射功率密度形成奈米尺度的银原子团聚，所以以定量测试方法进行检测(容后以实验例说明)时，得到极优异的抗菌功效证明；另外，该些银原子团聚的ppm含量高低，差异仅在于纤维抗菌效果的好坏，而此等含量又通常受限于产品别与成本考量，而非无上限的增加，或是尽量降低，在此10ppm～2000ppm范围的限定，则是在考量制作成本与对应溅镀工作压力2×10-3～8×10-3Torr，而具有的较佳抗菌力的含量选择。
所述防变色层13以化性稳定、而在空气中不易变质的金属元素，例如钛、金、铂、钯，及/或此等金属元素所构成的合金为材料，以2w/cm2～17w/cm2的溅射功率密度进行磁控溅镀形成类薄膜态样附着在所述外表面111与所述复数银原子团聚121上，且成型厚度在(此厚度对应纤维本体11的差异而有所不同，但就目前已知的纤维材料而言，厚度在此范围较佳，溅射功率密度则对应此等厚度而以2w/cm2～17w/cm2较佳)，推测所述防变色层13是因为钛、金、铂、钯等材料的本身材料性质，以及同样地是以低的溅射功率密度形成，且厚度控制在的类薄膜态样，所以可以长时间地有效防止银原子团聚121氧化变色。在本例中是以钛为材料构成的防变色层为例说明。
该些细裂缝14是基于构成纤维本体11的纤维材料间的排列、以磁控溅镀方式形成类薄膜态样而覆盖不周全的防变色层13本身结构，以及因纤维材料的可挠曲性而使变色层13部分结构崩裂而形成的，可让银原子团聚121局部与外界相接触，而发挥银的抗菌效果，且同时由于此等细裂缝14的尺度极小，所以在让银原子团聚121与外界接触而达到抗菌的功效的同时，也不会让银原子团聚变色而影响到镀银纤维的视觉感受。
上述本发明的具有防变色层的镀银纤维，再配合图2的制法说明后，当可更加清楚的明白。
参阅图2，上述具有防变色层的镀银纤维的制作，是先进行步骤21，准备所述纤维本体11。
接着进行步骤22，在真空度2×10-3～8×10-3Torr(更佳地是3×10-3～6×10-3Torr)的镀膜环境中，以0.2w/cm2～10w/cm2的功率密度在所述纤维本体11上进行磁控溅镀，使所述纤维本体11上附着多数由银原子团聚形成且含量在10ppm～2000ppm的银原子团聚121。
继续进行步骤23，继续在同一镀膜环境中，以2w/cm2～17w/cm2的溅射功率密度以磁控溅镀方式形成由钛构成的所述防变色层13，完成具有防变色层的镀银纤维的制作。
以下以三个实验例并以定量测试检验方法，在此，是以美国AATCC100(菌数测定法)测试方法进行检验。
实验例一2007/05/11；编号TX42192/2007/PL
(a)纤维本体是30g基重熔喷不织布(白色)，银原子团聚是在通入氩气的真空度2×10-3Torr的溅镀环境中以0.3w/cm2的溅射功率溅镀形成，含量约在100ppm，防变色层以钛为材料并配合5w/cm2的溅射功率镀膜形成，厚度是
(b)纤维本体是50丹尼针织POLYESTER织布(蓝色)，银原子团聚是在真空度3.75×10-3Torr的溅镀环境中以0.3w/cm2的溅射功率溅镀形成，含量约在100ppm，防变色层以钛为材料并配合5w/cm2的溅射功率镀膜形成，厚度约在
(a)、(b)二种镀银纤维对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、克留氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、白色念珠菌(Candida albicans)的灭菌率((初接触菌数-接触24小时后菌数)/初接触菌数×100％)都在99.9％，甚至短时间如三十分钟内对白色念珠菌都有95.2％。通过美国AATCC100(菌数测定法)定量测试，具有绝佳的抗菌功效。
实验例二2007/11/24编号：TXD0455/2007/HH
本实验例的纤维本体是30g基重熔喷不织布(白色)，银原子团聚是在真空度6×10-3Torr的溅镀环境中以1.5w/cm2的溅射功率溅镀形成，含量约300ppm，防变色层以钛为材料并配合8w/cm2的溅射功率镀膜形成，厚度约
本实验例的镀银纤维对多重抗药性金黄色葡萄球菌(MRSA，methicillinresistant Staphylococcus aureus)的灭菌率为99.9％，通过美国AATCC100(菌数测定法)定量测试，具有绝佳的抗菌功效。
实验例三2008/01/03编号：TXD1644/2007/HH
本实验例的纤维本体是30g基重熔喷不织布(白色)，银原子团聚是在真空度8×10-3Torr的溅镀环境中以0.5w/cm2的溅射功率溅镀形成，含量约200ppm，防变色层以钛为材料并配合8w/cm2的溅射功率镀膜形成，厚度是
本实验例的镀银纤维对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的灭菌率为99.9％，通过美国AATCC100(菌数测定法)定量测试，具有绝佳的抗菌功效。
相较于目前抗菌纤维而言，本发明主要是提出一种新的、干式的磁控溅镀的制作方法制作抗菌的镀银纤维，而以这样制法制得的镀银纤维，除了形成的银原子团聚而具有极佳的抗菌性，符合抗菌的定量检测标准外，同时，借着化性稳定、而在空气中不易变质的金属元素及/或合金，例如钛、金、铂、钯等磁控溅镀形成类薄膜态样的防变色层防止银原子团聚的氧化变色，而可以有效地改善以往以化学性抗氧化剂涂料、或是镍电镀防止抗菌剂变色，而会引起过敏现象的缺点，所以更适合市场需求。