一种含铜抗菌、抗病毒无纺布及其制备方法
阅读说明：本技术 一种含铜抗菌、抗病毒无纺布及其制备方法 (Copper-containing antibacterial and antiviral non-woven fabric and preparation method thereof ) 是由 许东东 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含铜抗菌、抗病毒无纺布及其制备方法,其制备方法包括以下步骤：将纤维料依次经过纤维成网、预湿、水刺加固后得到水刺纤维布基布；将水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆,得到含铜水刺无纺布,含铜水刺无纺布上铜含量≥500ppm；浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕,该方法具有简单易实现工业化,流程简单,生产周期短的优点；本发明还公开了一种通过上述方法制得的含铜抗菌、抗病毒无纺布,具有优异的抗菌抗病毒的性能；本发明还公开了上述含铜抗菌、抗病毒无纺布的应用,具有应用广泛的优点。(The invention discloses a copper-containing antibacterial and antiviral non-woven fabric and a preparation method thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: sequentially performing fiber web formation, prewetting and spunlace reinforcement on the fiber material to obtain spunlace fiber cloth base cloth; padding and sizing the spunlace fiber cloth base cloth in an organic complexing copper solution to obtain copper-containing spunlace non-woven fabric, wherein the copper content of the copper-containing spunlace non-woven fabric is more than or equal to 500 ppm; the copper-containing spunlace non-woven fabric obtained after padding and sizing is dried and wound, and the method has the advantages of simplicity, easy industrialization realization, simple flow and short production period; the invention also discloses the copper-containing antibacterial and antiviral non-woven fabric prepared by the method, which has excellent antibacterial and antiviral properties; the invention also discloses application of the copper-containing antibacterial and antiviral non-woven fabric, and has the advantage of wide application.)
技术领域
本发明涉及无纺布的技术领域，更具体而言，其涉及一种含铜抗菌、抗 病毒无纺布及其制备方法。
背景技术
市场对抗菌非织造材料需求迅速提高，对非织造材料的抗菌性能也提出了 更高的要求，开发具有良好抗菌、抑菌性能的非织造材料已成为当前非织布领域 的热点之一。
水刺无纺布是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上使纤维相互缠 结而使纤网得以加固而具备一定强度的织物。因为其强度高、低起毛性、高吸湿 性以及良好的透气性等优势，水刺无纺布已经成为近年来非织界技术进步最快的 一个领域，被广泛应用于医疗、卫生用无纺布、家庭装饰用无纺布、服装用无纺 布、工业用无纺布、农业用无纺布等领域。医疗卫生用无纺布需求量大大增加的 同时，对其抑菌以及抗病毒的性能提出了更高的要求。然而，无纺布因为其多孔 式形状和高分子化合物的化学结构有利于微生物的附着，因此水刺无纺布的抗菌 功能性研究和开发有着重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，在第一方面，本发明提供了一种含铜抗菌、 抗病毒无纺布的制备方法，其具有可以制备得到抗菌性好，还具有一定抗病毒的 水刺无纺布且制备方法简单易实现工业化，流程简单的优点。
具体而言，本发明提供了如下技术方案：一种含铜抗菌、抗病毒无纺布 的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将纤维料依次经过纤维成网、预湿、水刺加固后得到水刺 纤维布基布；
浸轧上浆：将水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆，得到含铜水刺无纺 布，含铜水刺无纺布上铜含量≥500ppm；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕。
通过采用上述技术方案，铜元素具有强效的杀菌功能，还具有一定的抗 病毒效果，本发明将水刺无纺布于有机络合铜溶液中浸轧上浆，一方面使得有机 络合铜溶液不仅可以涂覆于水刺无纺布的表面，而且可以渗透进入水刺无纺布内 部空隙内，使得水刺无纺布的内部尤其是纤维之间的空隙孔洞以及水刺无纺布的 表面均有铜离子，从而可以起到更好的抗菌作用，另外一方面，铜元素以铜离子 的形态存在于水刺无纺布的纤维之间，抗菌功能更为显著，尤其是含铜水刺无纺 布上铜离子浓度的控制使得最终的水刺无纺布起到优良的抗菌抗病毒效果。
本发明中在水刺无纺布制备过程中，首先将纤维料纤维成网，然后预湿， 然后进行水刺加固，纤网在水刺作用下，纤维间发生移动、穿插、缠结、抱合， 形成无数个柔软的缠结点，使得纤网固结，得到水刺纤维布基布，预湿操作压实 蓬松的纤网，排除纤网中的空气，使得纤网进入水刺区后能够有效吸收水射流的 能量，加强纤维缠结效果，而且使得后续浸轧上浆时，有机络合铜溶液中铜离子 可以更加牢固地镶嵌在纤维表面和纤维内部，加强铜离子与纤网之间的结合强度， 最终得到的水刺无纺布的抗菌性能优异。
此外，相较于直接采用抗菌纤维制成的方式，本发明中水刺无纺布生产 过程中其纤维成网以及水刺加固后直接进行浸轧上浆，一方面，操作更加简单方 便，流程周期更短，可以在短时间内大规模生产水刺无纺布，满足供应，且可以 满足无纺布的使用性能，而且抗菌抗病毒性能优良，将其应用于一次性医疗用品 中，对于疫情期间针对各种医疗用品的需求供给具有重大的意义；另一方面在有 机络合铜溶液中浸轧通过，使得水刺无纺布的各个间隙和区域之间浸润均匀，抗 菌效果均一，可有效避免烘干后水刺无纺布孔洞内物质的沉淀。
本发明进一步设置为：所述纤维料包含天然纤维、人造纤维素纤维、人 造蛋白质纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述纤维料的分子结构中含有开放的羟基，形 成的水刺纤维布基布中含有开放的羟基，将水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中 浸轧的时候，络合铜离子与纤维素或蛋白质纤维之间形成化学螯合，两者结合牢 固，使用过程中不易脱落，水刺纤维布的抗菌持久性能优良。
本发明进一步设置为：纤维料纤维成网步骤后得到的布料含有≥5％的棉 纤维，或5-65％的纤维素纤维，或5-65％的蛋白质纤维，或5-65％的聚丙烯腈纤 维，或100％的低溶点聚乙烯醇纤维；
所述有机络合铜溶液由5.5wt％的初始有机络合铜溶液加入10-30体积倍数的水 得到。
通过采用上述技术方案，通过对纤维成网步骤后得到的布料中棉纤维或 纤维素纤维等纤维含量的控制以及有机络合铜溶液中铜离子浓度的控制，最终控 制水刺纤维布上铜含量，起到优异的抗菌抗病毒性能。
此外，当布料为100％的低溶点聚乙烯醇纤维时，其可以在低温水中即可 溶解，减小了废物产生，尤其是对于当前医疗废物垃圾处理起到了重要的意义。
本发明进一步设置为：初始有机络合铜溶液按照以下方法制得：
制备配位离子液体：将尿素、己内酰胺和乙酰胺均匀混合，然后加热保温直至己 内酰胺和尿素均匀熔融液化，得到配位离子液体；
制备有机络合铜溶液：将包括氯化钠、高锰酸钾、过氧化钠和铜粉的配位固体混 合物加入配位离子液体中搅拌均匀，反应，冷却后倒入纯水中得到铜含量为5.5wt％ 的初始有机络合铜溶液。
通过采用上述技术方案，本发明中将有机络合铜溶液用于水刺无纺布中， 相较于无机铜，有机铜更加安全可靠，与环境相容性好，而且其相容性好，其抗 菌功效持续时间长，且通过初始有机络合铜溶液中的铜离子浓度以及水的添加量 可以控制最终水刺无纺布上的铜含量，最终起到优良的抗菌抗病毒性能。
本发明进一步设置为：配制配位离子液体步骤中，尿素、己内酰胺和乙 酰胺的混合重量比为1：(0.2-0.4)：(0.2-0.4)，均匀混合后加热温度为100-120℃， 保温时间为0.5-1h。
本发明进一步设置为：制备有机络合铜溶液步骤中：氯化钠、高锰酸钾、 过氧化钠和铜粉的混合重量比为1：(1-2)：(1-2)：(2.5-2.9)，配位固体混合物 和配位离子液体的混合重量比为1：(3-3.5)。
通过采用上述技术方案，制备有机络合铜溶液步骤中，通过控制氯酸钠、 高锰酸钾、过氧化钠以及铜粉之间的质量比，使得铜粉全部氧化成一价离子，与 配位离子液体中的有机物螯合形成络合铜。
本发明进一步设置为：当纤维料为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氯乙烯纤 维、聚丙烯纤维中的一种或几种的时候，水刺纤维布基布在浸轧上浆之前还进行 壳聚糖-抗坏血酸溶液浸轧步骤，具体操作为：将水刺纤维布基布在壳聚糖-抗坏 血酸溶液中浸轧，然后在150-170℃下干燥5-10min，壳聚糖-抗坏血酸溶液的制 备方法为：将5-10份壳聚糖粉加入25-30份醋酸和60-70份水中，磁力搅拌至壳 聚糖溶解，然后再加入3-5份抗坏血酸，搅拌均匀。
通过采用上述技术方案，壳聚糖和抗坏血酸的分子结构均存在开放的羟 基，将水刺纤维布基布首先在壳聚糖-抗坏血酸溶液中浸轧，壳聚糖和抗坏血酸 浸入水刺纤维布的间隙中，增强水刺纤维布基布上的羟基结合点，后续在有机络 合铜溶液中浸轧的时候与络合铜离子具有更多的结合位点。此外，相较于二价铜， 一价铜配位键的共价性更强，故一价铜配合物的稳定性较二价铜配合物的稳定性 更强，本发明中利用抗坏血酸的强还原性，加入抗坏血酸可以抑制一价铜被氧化 为二价铜，从而增强抗菌性能以及抗菌等功能的持久性。
体系中还加入有壳聚糖，溶解后的壳聚糖具有较强的吸附能力，壳聚糖 可以更加牢固地附在水刺纤维布基布之间，而且还可以提高抗坏血酸与水刺纤维 布基布之间的结合强度。醋酸的加入一方面可以溶解壳聚糖，另一方面也可以增 强壳聚糖与水刺纤维布基布之间的吸附，使得壳聚糖与抗坏血酸可以更加牢固地 吸附在水刺纤维布基布上，然后再进行烘干操作后进行浸轧，此外，壳聚糖也有 一定的抑菌性能以及优良的吸湿性能，可以进一步增强水刺纤维布的抗菌性能以 及吸湿性能。
本发明进一步设置为：水刺纤维布基布在壳聚糖-抗坏血酸溶液浸轧步骤 后还进行皂洗步骤，具体操作为：干燥后的水刺纤维布基布在5g/L的皂洗剂中 皂洗5-10min，皂洗温度为35-40℃，然后在50-60℃下烘干。
通过采用上述技术方案，将壳聚糖-抗坏血酸溶液浸轧后的水刺纤维布基 布进行皂洗，可以去掉水刺纤维布基布上结合不牢的壳聚糖和抗坏血酸，防止后 续在浸轧的时候壳聚糖和抗坏血酸进入有机络合铜溶液中，与络合铜离子络合。
在第二方面，本发明提供了一种含铜抗菌、抗病毒无纺布，其具有抗菌 性好，还具有一定抗病毒性能的优点。
具体而言，本发明提供了如下技术方案：一种含铜抗菌、抗病毒无纺布， 由根据前述第一方面所述的制备方法制得。
通过采用上述技术方案，通过上述方法制得的水刺无纺布在保持水刺无 纺布具有优良的透气性和高吸湿性以及低起毛性的基础上改进了其抗菌性和抗 病毒性能，得到的水刺无纺布的抗菌性、抗病毒性能优良，具有广泛的应用空间。
在第三方面，本发明提供了一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的应用，其具 有应用广泛的优点。
具体而言，本发明提供了如下技术方案：一种如上述的含铜抗菌、抗病 毒无纺布在医疗卫生用品的应用。
通过采用上述技术方案，本发明中得到的无纺布具有优良的抗菌抗病性 性能，在医疗卫生用品如手术服、手术罩布、医用包扎材料、伤口敷料、医用纱 布以及口罩等产品具有广泛的应用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明中利用铜元素的杀菌效果以及抗病毒效果，将水刺无纺布于有机络合 铜溶液中浸轧上浆，一方面，铜元素以络合铜离子的形态存在于水刺无纺布的纤 维之间，抗菌功能更为显著，尤其是通过控制水刺无纺布上的铜离子浓度，起到 抗菌抗病毒的效果，此外，有机络合铜溶液不仅可以涂覆于水刺无纺布的表面， 而且可以渗透进入水刺无纺布内部空隙内，使得水刺无纺布的内部尤其是纤维之 间的空隙孔洞以及水刺无纺布的表面均有铜离子，从而可以起到更好的抗菌作用；
2、相较于直接采用抗菌纤维制成的方式，本发明中水刺无纺布生产过程中其纤 维成网以及水刺加固后直接进行浸轧上浆，一方面，在有机络合铜溶液中浸轧通 过，使得水刺无纺布的各个间隙和区域之间浸润均匀，抗菌效果均一，可有效避 免烘干后水刺无纺布孔洞内物质的沉淀；另一方面，操作更加简单方便，流程周 期更短，可以在短时间内大规模生产水刺无纺布，满足供应，且可以满足无纺布 的使用性能，而且抗菌抗病毒性能优良，将其应用于一次性医疗用品中，对于疫 情期间针对各种医疗用品的需求供给具有重大的意义；
3、本发明中用于纤维成网的纤维料包含天然纤维、人造纤维素纤维、人造蛋白 质纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的至少一种，使得水刺纤维布基布中含 有开放的羟基，后续在有机络合铜溶液中浸轧的时候，络合铜与羟基之间形成化 学螯合，两者结合牢固，使用过程中不易脱落，最终得到的水刺纤维布的抗菌持 久性能优良。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域人员将 理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围，实施例中 未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
需要说明的是：水刺工艺可以加工各种纤维，如棉纤维，尼龙纤维，聚 丙烯纤维，聚酯纤维或粘胶纤维等常见纤维，因此本发明中水刺无纺布基布制备 步骤中得到的水刺无纺布的材料不受限制，其可以是纤维素纤维如粘胶纤维等， 也可以是蛋白质纤维如花生蛋白质纤维等，也可以是聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺 纤维(锦纶/尼龙)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶)、聚丙烯纤维 (丙纶)或聚乙烯醇纤维(维伦)，通过控制有机络合铜溶液中铜含量控制水刺 纤维布上的铜含量≥500ppm，更加优选为1000-8000ppm。
为使有机络合铜溶液中的络合铜离子与水刺纤维布的纤维之间形成化学 螯合，使得铜离子不易脱落，水刺纤维布的抗菌和抗菌持久性更加优良，本发明 中水刺纤维布基布步骤中，用于纤维成网的纤维料中包含天然纤维或湿法纺丝得 到的纤维中的任意一种，具体的，包含天然纤维、人造纤维素纤维、人造蛋白质 纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的至少一种，上述纤维中均含有羟基，则 其在成网帘上成网之后得到的布料中含有开放的羟基，在有机络合铜溶液中浸轧 的时候可以与络合铜离子形成化学螯合，两者结合的更为紧密，如只有粘胶纤维 或只有花生蛋白质纤维，或是粘胶纤维和花生蛋白质纤维的混合，均可，更加优 选的，纤维料纤维成网步骤后得到的布料含有≥5wt％的棉纤维，或5-65wt％ 的纤维素纤维，或5-65wt％的蛋白质纤维，或5-65wt％的聚丙烯腈纤维，或100％的低温水溶性聚乙烯醇纤维，可以选用上述任意一种，但是不限于上述方案，当 纤维料选用上述含羟基的纤维以及不含羟基的纤维的混合纤维料时，纤维成网之 后的布料中含羟基纤维之和达到对应最低含量即可，如纤维料选用棉纤维、粘胶 纤维和聚酯纤维的时候，只需要保证布料中棉纤维和粘胶纤维之和≥5wt％即可， 比如纤维料选用粘胶纤维、聚丙烯腈纤维和聚酯纤维的时候，只需要保证布料中 粘胶纤维和聚丙烯腈纤维之和为5-65wt％之间即可。通过对于布料中各个纤维 含量的控制以及有机络合铜溶液中铜含量的控制，控制最终水刺纤维布上的铜含 量。
上述低温水溶性聚乙烯醇纤维可以直接在低温水中溶解，可以在20-98℃ 的水中溶解。
当用于纤维成网的纤维料中没有羟基时，如纤维料中含有聚酯纤维、聚 酰胺纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维中的一种或几种的时候，为了提高络合铜 离子与水刺纤维布之间的结合强度，本发明中在浸轧上浆之前还进行壳聚糖-抗 坏血酸溶液浸轧步骤，壳聚糖和抗坏血酸中均含有开放的羟基，再利用壳聚糖的 吸附性能以及壳聚糖-抗坏血酸溶液中醋酸的加入将壳聚糖和抗坏血酸更加牢固 的附着在水刺纤维布基布上，与有机络合铜溶液中络合铜离子形成化学螯合，增 强有机铜与水刺纤维布之间的结合强度。
下面结合制备例、实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
制备例1-5为有机络合铜溶液的制备例。
制备例1
一种有机络合铜溶液的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备配位离子液体：将尿素、己内酰胺和乙酰胺按照重量比为1：0.2：0.2 均匀混合，然后加热至100℃，在100℃下保温1h，直至己内酰胺和尿素均匀熔 融液化，得到配位离子液体；
S2、制备有机络合铜溶液：按照1：1：1：2.5的质量比称取氯化钠、高锰酸钾、 过氧化钠和铜粉，混合得到配位固体混合物，然后将配位固体混合物加入到配位 离子液体中搅拌均匀，配位固体混合物和配位离子液体的混合重量比为1：3， 反应使铜粉完全氧化成一价离子并与上述配位离子液体中的有机物形成配位离 子，冷却后倒入纯水中，配制为含铜量为5.5％的初始有机络合铜溶液，放置3 天后未出现沉淀或者变色，将初始有机络合铜溶液倒入10体积倍数的纯水中， 配制得到有机络合铜溶液。
制备例2
一种有机络合铜溶液的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备配位离子液体：将尿素、己内酰胺和乙酰胺按照重量比为1：0.3：0.4 均匀混合，然后加热至110℃，在110℃下保温0.5h，直至己内酰胺和尿素均匀 熔融液化，得到配位离子液体；
S2、制备有机络合铜溶液：按照1：2：1：2.9的质量比称取氯化钠、高锰酸钾、 过氧化钠和铜粉，混合得到配位固体混合物，然后将配位固体混合物加入到配位 离子液体中搅拌均匀，配位固体混合物和配位离子液体的混合重量比为1：3.5， 反应使铜粉完全氧化成一价离子并与上述配位离子液体中的有机物形成配位离 子，冷却后倒入纯水中，配制为含铜量为5.5％的初始有机络合铜溶液，放置3 天后未出现沉淀或者变色，将初始有机络合铜溶液倒入20体积倍数的纯水中， 配制得到有机络合铜溶液。
制备例3
一种有机络合铜溶液的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备配位离子液体：将尿素、己内酰胺和乙酰胺按照重量比为1：0.4：0.4 均匀混合，然后加热至120℃，在120℃下保温1h，直至己内酰胺和尿素均匀熔 融液化，得到配位离子液体；
S2、制备有机络合铜溶液：按照1：2：2：2.9的质量比称取氯化钠、高锰酸钾、 过氧化钠和铜粉，混合得到配位固体混合物，然后将配位固体混合物加入到配位 离子液体中搅拌均匀，配位固体混合物和配位离子液体的混合重量比为1：3.5， 反应使铜粉完全氧化成一价离子并与上述配位离子液体中的有机物形成配位离 子，冷却后倒入纯水中，配制为含铜量为5.5％的初始有机络合铜溶液，放置3 天后未出现沉淀或者变色，将初始有机络合铜溶液倒入30体积倍数的纯水中， 配制得到有机络合铜溶液。
制备例4
一种有机络合铜溶液的制备方法，按照制备例2中方法进行，不同之处在于将初 始有机络合铜溶液倒入15体积倍数的纯水中，配制得到有机络合铜溶液。
制备例5
一种有机络合铜溶液的制备方法，按照制备例2中方法进行，不同之处在于将初 始有机络合铜溶液倒入25体积倍数的纯水中，配制得到有机络合铜溶液。
制备例6-10为壳聚糖-抗坏血酸溶液的制备例。
制备例6
一种壳聚糖-抗坏血酸溶液的制备方法，包括以下步骤：
将5kg壳聚糖粉加入25kg醋酸和60kg水中，磁力搅拌至壳聚糖溶解，然后再加 入3kg抗坏血酸，搅拌均匀。
制备例7
一种壳聚糖-抗坏血酸溶液的制备方法，包括以下步骤：
将8kg壳聚糖粉加入28kg醋酸和65kg水中，磁力搅拌至壳聚糖溶解，然后再加 入4kg抗坏血酸，搅拌均匀。
制备例8
一种壳聚糖-抗坏血酸溶液的制备方法，包括以下步骤：
将10kg壳聚糖粉加入30kg醋酸和70kg水中，磁力搅拌至壳聚糖溶解，然后再 加入5kg抗坏血酸，搅拌均匀。
实施例
实施例1
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将粘胶纤维和聚酯纤维混合纤维料依次经过纤维成网、预 湿、水刺加固后得到水刺纤维布基布，纤维成网后的布料中含有5wt％的粘胶纤 维；
浸轧上浆：通过上浆机将水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆，得到含 铜水刺无纺布，上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例2中制备得到的有机络合 铜溶液；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕，烘干温度为90℃。
实施例2
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将粘胶纤维和聚丙烯腈纤维以及聚酯纤维混合纤维依次经 过纤维成网、预湿、水刺加固后得到水刺纤维布基布，纤维成网后的布料中粘胶 纤维和聚酯纤维之和为65wt％；
浸轧上浆：通过上浆机将水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆，得到含 铜水刺无纺布，上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例1中制备得到的有机络合 铜溶液；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕，烘干温度为100℃。
实施例3
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将棉纤维和聚酯纤维混合纤维依次经过纤维成网、预湿、 水刺加固后得到水刺纤维布基布，纤维成网后的布料中棉纤维含量为5wt％； 浸轧上浆：通过上浆机将水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆，得到含 铜水刺无纺布，上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例5中制备得到的有机络合 铜溶液；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕，烘干温度为100℃。
实施例4
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，按照实施例2中的方法进行，不同之 处在于，
水刺无纺布基布制备：将大豆纤维和聚酯纤维混合纤维依次经过纤维成网、预湿、 水刺加固后得到水刺纤维布基布，纤维成网后的布料中大豆纤维含量为20wt％； 上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例3中制备得到的有机络合铜溶液。
实施例5
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，按照实施例2中的方法进行，不同之 处在于，
水刺无纺布基布制备：将低温水溶性聚乙烯醇纤维依次经过纤维成网、预湿、水 刺加固后得到水刺纤维布基布，其中，低温水溶性聚乙烯醇能够在20℃的水温 中溶解；
上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例4中制备得到的有机络合铜溶液。
实施例6
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将聚丙烯纤维依次经过纤维成网、预湿、水刺加固后得到 水刺纤维布基布；
壳聚糖-抗坏血酸溶液浸轧：于上浆机中将水刺纤维布基布在壳聚糖-抗坏血酸溶 液中浸轧，然后在150℃下干燥10min，上浆机中的壳聚糖-抗坏血酸溶液选用制 备例6制备得到的壳聚糖-抗坏血酸溶液；
皂洗：干燥后的水刺纤维布基布在5g/L的皂洗剂中皂洗10min，皂洗温度为35℃， 然后在50℃下烘干，其中，皂洗剂购自东莞纺链新材料科技有限公司，品牌为 纺链Texchain，型号为605；
浸轧上浆：通过上浆机将皂洗后的水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆， 得到含铜水刺无纺布，上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例1中制备得到的有 机络合铜溶液；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕，烘干温度为100℃。
实施例7
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将聚酰胺纤维依次经过纤维成网、预湿、水刺加固后得到 水刺纤维布基布；
壳聚糖-抗坏血酸溶液浸轧：于上浆机中将水刺纤维布基布在壳聚糖-抗坏血酸溶 液中浸轧，然后在160℃下干燥8min，上浆机中的壳聚糖-抗坏血酸溶液选用制 备例7制备得到的壳聚糖-抗坏血酸溶液；
皂洗：干燥后的水刺纤维布基布在5g/L的皂洗剂中皂洗5min，皂洗温度为40℃， 然后在55℃下烘干，其中，皂洗剂购自东莞纺链新材料科技有限公司，品牌为 纺链Texchain，型号为605；
浸轧上浆：通过上浆机将皂洗后的水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆， 得到含铜水刺无纺布，上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例2中制备得到的有 机络合铜溶液；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕，烘干温度为100℃。
实施例8
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，包括以下步骤：
水刺无纺布基布制备：将聚氯乙烯纤维依次经过纤维成网、预湿、水刺加固后得 到水刺纤维布基布；
壳聚糖-抗坏血酸溶液浸轧：于上浆机中将水刺纤维布基布在壳聚糖-抗坏血酸溶 液中浸轧，然后在170℃下干燥5min，上浆机中的壳聚糖-抗坏血酸溶液选用制 备例8制备得到的壳聚糖-抗坏血酸溶液；
皂洗：干燥后的水刺纤维布基布在5g/L的皂洗剂中皂洗5min，皂洗温度为40℃， 然后在60℃下烘干，其中，皂洗剂购自东莞纺链新材料科技有限公司，品牌为 纺链Texchain，型号为605；
浸轧上浆：通过上浆机将皂洗后的水刺纤维布基布于有机络合铜溶液中浸轧上浆， 得到含铜水刺无纺布，上浆机中的有机络合铜溶液选用制备例3中制备得到的有 机络合铜溶液；
浸轧上浆后得到的含铜水刺无纺布进行烘干卷绕，烘干温度为100℃。
对比例 对比例1
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，按照实施例2中方法进行，不同之处 在于，浸轧上浆步骤中，上浆机中的有机络合铜溶液制备的时候，将初始有机络 合铜溶液倒入12体积倍数的纯水中，其余与制备例2中相同。
对比例2
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，按照实施例2中方法进行，不同之处 在于，浸轧上浆步骤中，上浆机中的有机络合铜溶液制备的时候，将初始有机络 合铜溶液倒入25体积倍数的纯水中，其余与制备例2中相同。
对比例3
一种含铜抗菌、抗病毒无纺布的制备方法，按照实施例2中方法进行，不同之处 在于，浸轧上浆步骤中，上浆机中的溶液不是有机络合铜溶液，而是3mol/L的 氯化铜溶液。
性能检测
1、抗菌试验检测
按照AATCC 100-2012纺织品抗菌性能检测实施例1-8中得到的水刺纤维布的抗 菌性能，测试样品为直径是4.8cm的圆片，做4次平行试验，取平均值，检测菌 种为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌ATCC 33591，接种菌液体积为1mL，检测结果 如下下表1所示。
表1实施例抗菌性能
同理，对对比例1-3中得到的水刺纤维布进行上述抗菌性能检测，检测如下表2 所示。
表2对比例抗菌性能
由上表1可知，通过采用本发明的方法制得的水刺无纺布的抗菌性能良好，尤其 是针对毒性较强、耐药性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，其抗菌性能依然较强， 本发明中的初始有机络合铜溶液中的铜离子浓度为5.5wt％，添加10-30体积倍 数的水，结合对用于纤维成网的纤维料的控制，可以控制水刺无纺布上的铜离子 数量处于500ppm-8000ppm之间，起到良好的抗菌效果。再结合对比例3以及实 施例2，可以看出采用本发明中的有机络合铜离子相较于直接添加无机铜，其抗 菌性能大大提升，再参考对比例1-2以及实施例2的设置，可以看出当有机络合 铜溶液中铜离子浓度太低的时候，其抗菌效果大打折扣，铜离子浓度太高的时候， 一方面抗菌性能不变，但是成本提高，且铜含量过高对于人体不利。
此外，实施例1-5中水刺无纺布纤维料为含有羟基的纤维，其直接在有机 络合铜溶液中浸轧的时候，其抗菌效能高，而水刺无纺布原料涤纶为合成纤维， 不含纤维素，其采用先在壳聚糖-抗坏血酸溶液中浸轧，再在有机络合铜溶液中 浸轧，最终得到的水刺无纺布也具有良好的抗菌性能。
2、持久性能
将实施例2、实施例7以及对比例1、3中得到的水刺无纺布分别洗涤50次、100 次和200次后再参照AATCC 100-2012纺织品抗菌性能检测抗菌性能，测试样品 为直径是4.8cm的圆片，检测菌种为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌ATCC 33591， 接种菌液体积为1mL，此外，对于水刺无纺布上的铜含量进行检测，测定铜含 量损失，检测结果如下表3所示。
表3耐久性能检测
由上表3可以看出，在经过50次、100次和200次洗涤后，本发明得到的水刺 无纺布对于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌作用并没有产生明显变化，本发明 提供的方法得到的水刺无纺布的抗菌耐久性优良。
3、抗病毒检测
3.1、甲型流感病毒H1N1病毒检测
对实施例2中制得的水刺无纺布按照ISO 18184：2014(E)《抗病毒纺织品测试》 标准进行甲型流感病毒H1N1病毒检测，设置实验组和对照组，病毒株为由中国 预防医学科学院病毒研究所提供的甲型流感病毒A/PR8/34(H1N1)，细胞株为 犬肾上皮连续细胞系MDCK细胞，购自ATCC，试验组试样接种孵育24h后病 毒滴度的对数值(lgTCID50/瓶)平均值为3.48，抗病毒活性值为3.08，抗病毒活 性率为99.92％，抗病毒活性效果好。
3.2、诺如病毒检测
通过英国Blu Test Laboratories实验室对本发明制得的含铜水刺无纺布进行抗病毒测试和评定，选用小鼠诺如s99代替人体诺如病毒在人体皮肤上进行灭活残留 的活性试验，以验证含铜无纺布可在4h内使人体皮肤上的病毒失活，设置实验 组和对照组并进行5组平行试验，其中，皮肤由英国Tissue Solutions Limited公 司提供的人体皮下组织，病毒选用在-80℃下保存、从小鼠RAW细胞中分离的鼠 诺如病毒s99 Berlin株/RAW细胞，病毒编号为MNV 260315.17，试验步骤如下： 使用实施例2中制备得到的湿含铜水刺无纺布在皮下组织试样(1.0×1.0cm)表 面进行标准擦拭动作：用无菌镊子将皮下组织试样固定，然后用含铜水刺无纺布 沿着皮下组织试样表面擦拭3下为一遍，在90℃下擦拭三遍，然后重复此过程， 持续时间为30s，上述擦拭过程在单独的无菌塑料培养皿中进行；
在室温下培育4小时后，将50μl病毒悬浮液接种到皮下组织试样表面1分钟； 将皮下组织试样转移至2.0ml冷细胞培养基(DMEM培养基+5.0％V/V胎牛血 清，其中DMEM培养基为Dulbecco改良Eagle培养基)中并加入1.0g无菌玻璃 珠，涡旋20秒；然后通过0.45um过滤器过滤分离，分离后滤液在-20℃下储存 过夜。取0.1ml体积滤液样品通过凝胶过滤(Microspin S-400HR色谱柱)，并 将洗脱液连续稀释10倍以进行TCID50分析。
对5组平行试验均进行TCID50计算。
TCID50根据Karber法计算。
洗脱液中病毒按10(∑n+0.5)×400TCID50/ml计算，其中∑n是从10-1到 10-6病毒稀释度感染的孔的比例之和。
经过检测，鼠诺如病毒s99 Berlin株/RAW细胞作为人类诺如病毒的替代 品在人体皮肤上进行病毒试验，本发明中实施例2实验组的病毒滴度的对数值 (lgTCID50/瓶)平均值为4.00，抗病毒活性效果好。且与对照组相比较，实验组 经过含铜水刺无纺布处理后人体皮肤上病毒的生物活性平均降低57.32％，验证 人体皮肤在含铜水刺无纺布擦拭4h后对于病毒的灭活效果，验证了含铜水刺无 纺布优良的抗病毒性能。
综上，本发明提供的方法获得的水刺无纺布具有抗菌抗病毒性能，可以 广泛应用于医疗、卫生用无纺布、家庭装饰用无纺布、服装用无纺布、工业用无 纺布、农业用无纺布等领域，尤其利用其抗菌抗病毒性能在医疗卫生用品如口罩、 手术服等具有广泛的应用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领 域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献 的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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