一種電化學(xué)還原法織物仿舊整理的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電化學(xué)還原法織物仿舊整理的方法，屬于紡織化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明電解池陰極液中的鐵鹽絡(luò)合物提供了低還原電位，使色布上染料能部分還原溶解；整理后通過(guò)去除陰陽(yáng)兩極間的外加電場(chǎng)，可使陰極溶液中布面溶出的染料氧化析出，移除染料后的還原介質(zhì)可再次回用，實(shí)現(xiàn)多批次織物循環(huán)仿舊整理。本發(fā)明方法可取代傳統(tǒng)化學(xué)漂洗或酶洗進(jìn)行染色織物仿舊整理，與傳統(tǒng)仿舊整理方法相比，減少了用水，降低了生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了清潔化印染生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】—種電化學(xué)還原法織物仿舊整理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電化學(xué)還原法織物仿舊整理的方法，屬于紡織化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]仿舊整理是指通過(guò)濕態(tài)整理賦予染色織物自然褪色的陳舊外觀，多應(yīng)用于天然纖維制品整理。常用織物仿舊整理方法包括石磨水洗、漂洗和酶洗等，不同方法的整理效果及特點(diǎn)不完全相同。其中，石磨水洗多借助輕質(zhì)多孔浮石，使染色織物表面染料局部磨去，產(chǎn)生自然仿舊外觀，但工藝不當(dāng)織物表面易產(chǎn)生破洞；漂洗是借助于化學(xué)脫色劑，使布面染料部分被氧化或還原破壞，其缺點(diǎn)是部分脫色劑(如保險(xiǎn)粉)使用后廢水中含鹽量較高，增加了廢水處理負(fù)擔(dān)；酶洗主要是借助于纖維素酶進(jìn)行纖維素纖維染物仿舊整理，其特點(diǎn)是處理?xiàng)l件溫和，織物整理后外觀效果自然，手感也較好，其缺點(diǎn)是酶制劑成本高，若處理不當(dāng)還容易造成織物強(qiáng)力下降。
[0003]電化學(xué)間接還原是借助于電極、質(zhì)子交換膜、陰極和陽(yáng)極介質(zhì)體系、電解池等構(gòu)成的一種生態(tài)型氧化還原方法。在紡織化學(xué)領(lǐng)域，目前已有將其應(yīng)用于棉纖維還原染料染色的報(bào)道。電化學(xué)間接法還原染色的基本原理是陰極介質(zhì)中的高價(jià)金屬離子(如三價(jià)鐵配合物)可從陰極中獲得電子轉(zhuǎn)變成低價(jià)離子(如二價(jià)鐵配合物)，與還原染料等接觸后發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，使染料還原溶解成隱色體鈉鹽并上染纖維，完成還原染料染色。電化學(xué)間接還原中，可逆的氧化還原陰極介質(zhì)如Fe3+—乙醇胺、Fe3+—酒石酸等鐵鹽絡(luò)合物可達(dá)到較低的還原電位，能使大多數(shù)還原染料或硫化染料有效溶解。由上述電化學(xué)還原染色原理可知，低電位陰極介質(zhì)體系不僅可應(yīng)用于纖維素纖維制品染色，在染色織物仿舊整理中應(yīng)也具有可行性，即可借助于低電位陰極介質(zhì)還原溶解織物表面部分染料，使布面呈現(xiàn)自然褪色的陳舊效果。目前，電化學(xué)還原法進(jìn)行染色織物仿舊整理的研究尚未見(jiàn)報(bào)道，其原因與電化學(xué)還原技術(shù)在紡織領(lǐng)域應(yīng)用及研究尚不夠深入相關(guān)。
[0004]電化學(xué)間接還原中，可逆的氧化還原介質(zhì)體系提供了恒定的低還原電位，因此在陰極液中不必添加化學(xué)還原劑或其他脫色劑，通過(guò)控制陰極介質(zhì)電位即可使色布上的染料部分還原溶解。染色織物經(jīng)電化學(xué)法仿舊整理后，通過(guò)去除陰、陽(yáng)兩極間外加電場(chǎng)，即可使陰極液中的染料氧化析出；在移除析出的染料后，恢復(fù)陰陽(yáng)兩極間的電壓，可再次使陰極介質(zhì)的電位降低，實(shí)現(xiàn)染色織物循環(huán)脫色的仿舊整理，因此理論上該過(guò)程可實(shí)現(xiàn)低排放、甚至零排放。與傳統(tǒng)染色織物仿舊整理方法相比，電化學(xué)間接還原法仿舊整理在機(jī)理與調(diào)控方法方面有較大區(qū)別，是一種具有潛力的仿舊脫色技術(shù)。本發(fā)明述及的電化學(xué)間接還原法織物脫色仿舊整理，不僅可減少傳統(tǒng)脫色劑的使用，降低水資源能耗和生產(chǎn)成本，而且減輕了廢水處理的負(fù)擔(dān)，是一項(xiàng)清潔化印染生產(chǎn)加工技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種電化學(xué)間接還原法織物仿舊整理的方法，是在陰極溶液添加氧化還原介質(zhì)，構(gòu)建氧化還原對(duì)，在低還原電位條件下采用電化學(xué)間接還原法溶解和脫除織物表面的部分染料，使布面呈現(xiàn)褪色效果。
[0006]所述陰極溶液添加的氧化還原介質(zhì)包括Fe3+-三乙醇胺、Fe3+-酒石酸等能形成穩(wěn)定氧化還原對(duì)的化合物。
[0007]所述陰極溶液添加的氧化還原介質(zhì)優(yōu)選鐵鹽絡(luò)合物，可形成氧化還原對(duì)Fe3+/Fe2+。
[0008]所述仿舊整理方法中使用的陽(yáng)極溶液可以是5?50g/L稀硫酸或燒堿溶液，陽(yáng)極可以是鉬、鈦或其他穩(wěn)定的不銹鋼合金材料。
[0009]所述仿舊整理方法中使用的陰極電極可以是鉬、鈦、銅、不銹鋼等耐酸性金屬材料。
[0010]所述仿舊整理后去除電解池陰陽(yáng)兩極間電場(chǎng)，在陰極溶液中添加適量雙氧水并處理一段時(shí)間，使還原溶解的染料進(jìn)一步析出，經(jīng)離心處理去除析出的染料后將含有鐵鹽絡(luò)合物的陰極溶液回用到電解池中。
[0011]所述仿舊整理方法的具體工藝步驟如下:
[0012](I)準(zhǔn)備陰極還原液:Fe2(SO4)32?20g/L、鐵鹽可絡(luò)合物5?100g/L、Na0H5?50g/L，在溫度20?70°C、電流密度20?2000A/m2條件下預(yù)還原5?120min。
[0013](2)染色織物仿舊整理:在步驟(I)述及的陰極還原液中加入待整理的染色織物，浸潰處理一定時(shí)間，處理結(jié)束后取出織物低溫烘干。所述浸潰處理的浸潰溫度為20?70°C，時(shí)間為30?300min，浴比為1:5?100。
[0014](3)脫除陰極液中的染料:仿舊整理后去除電解池陰陽(yáng)兩極間電場(chǎng)，在陰極液中添加適量雙氧水并處理一段時(shí)間，使步驟(2)色布中還原溶解的染料析出，經(jīng)離心處理去除析出的染料后將含有鐵鹽絡(luò)合物的陰極溶液回用到電解池中。所述雙氧水處理的條件為=H2O2(30%) O ?50g/L，溫度 20 ?70°C，時(shí)間 5 ?60min。
[0015]重復(fù)步驟(2)?(3)可實(shí)現(xiàn)不同批次的染色織物循環(huán)仿舊整理加工。
[0016]所述陰極溶液通過(guò)不同規(guī)格的Nafion質(zhì)子交換膜與陽(yáng)極溶液隔開(kāi)。
[0017]所述仿舊整理方法適用于還原染料或硫化染料染色的棉、麻及粘膠織物。
[0018]本發(fā)明利用電化學(xué)間接還原法進(jìn)行染色織物仿舊整理，與傳統(tǒng)色布仿舊整理方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)生產(chǎn)成本降低。染色織物電化學(xué)還原仿舊整理后，通過(guò)脫除陰極液中還原溶出的染料，可實(shí)現(xiàn)含有鐵鹽絡(luò)合物陰極液的循環(huán)使用。與傳統(tǒng)仿舊整理用漂洗劑或生物酶相t匕，降低了生產(chǎn)成本。(2)低排放與少污染。應(yīng)用于染色織物脫色的陰極液可多次循環(huán)回用，不但減少了水資源和化學(xué)藥劑消耗，實(shí)現(xiàn)了低排放，而且整理中布面脫除的染料析出后可集中回收，減輕了廢水處理負(fù)擔(dān)。(3)織物強(qiáng)力下降少。與采用浮石和生物酶法相比，采用本發(fā)明獲得的織物外觀仿舊效果較好，織物強(qiáng)力下降較少，滿足了紡織品機(jī)械性能方面的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0020]采用電化學(xué)間接還原法，實(shí)現(xiàn)纖維素纖維染色織物仿舊整理的具體實(shí)施例如下:
[0021]實(shí)施例1仿舊整理靛藍(lán)(還原染料)染色的純棉牛仔布
[0022]試樣1:采用電化學(xué)間接還原法進(jìn)行仿舊整理，具體工藝:(1)陰極還原液的準(zhǔn)備:陰極液中Fe2(S04) 35g/L、三乙醇胺20g/L、Na0H25g/L，還原溫度45°C，電流密度150A/m2，還原時(shí)間60min，陰極材料為不銹鋼網(wǎng)。陽(yáng)極液為30g/LH2S04，陽(yáng)極材料為鉬電極。(2)染色織物仿舊整理:在上述陰極還原液中加入織物進(jìn)行浸潰處理，處理溫度45°C，時(shí)間60min，浴比1:30，織物整理后50 V烘干。
[0023]試樣2:采用纖維素酶依傳統(tǒng)工藝仿舊整理，具體工藝:中性纖維素酶1.5g/L、溫度45°C、pH=7.0、處理時(shí)間60min，浴比1:30，處理后織物50°C烘干。
[0024]經(jīng)上述工藝處理后，試樣I的染色深度Κ/S較原樣下降2.811，織物強(qiáng)力下降
2.14% ;試樣2的染色深度Κ/S較原樣下降1.729,織物強(qiáng)力下降8.98%。試樣I與試樣2相t匕，織物表面色深下降較多，織物強(qiáng)力變化較少，表明電化學(xué)間接還原法對(duì)棉染物的仿舊整理效果優(yōu)于纖維素酶法。
[0025]實(shí)施例2仿舊整理硫化黑(硫化染料)染色的純棉織物
[0026]試樣3:采用電化學(xué)間接還原法進(jìn)行仿舊整理，具體工藝:(1)陰極還原液的準(zhǔn)備:陰極液中Fe2(S04) 35g/L、三乙醇胺20g/L、Na0H20g/L，還原溫度45°C，電流密度200A/m2，還原時(shí)間20min，陰極材料為不銹鋼網(wǎng)。陽(yáng)極液為20g/LH2S04，陽(yáng)極材料為鉬電極。(2)染色織物仿舊整理:在上述陰極還原液中加入織物進(jìn)行浸潰處理，處理溫度45°C，時(shí)間60min，浴比1:30，織物整理后50 V烘干。
[0027]試樣4:采用與試樣3相同的工藝處方、處理溫度與處理時(shí)間，其中設(shè)定兩極間電壓為OV (即電流密度為0)，作為試樣3空白對(duì)照樣。
[0028]經(jīng)上述工藝處理后，試樣3染色深度Κ/S較原樣下降5.911，織物強(qiáng)力下降1.14% ；試樣4的染色深度Κ/S較原樣下降0.729，織物強(qiáng)力下降0.98%。
[0029]試樣3與試樣4相比，織物表面色深下降明顯，織物強(qiáng)力變化較小，表明電化學(xué)間接還原法對(duì)硫化染料棉染物也具有較好仿舊整理效果。
[0030]實(shí)施例3仿舊整理還原綠FFB亞麻染色布
[0031]試樣5:采用電化學(xué)間接還原法進(jìn)行仿舊整理，具體工藝:(1)陰極還原液的準(zhǔn)備:陰極液中Fe2 (SO4) 34g/L、酒石酸20g/L，Na0H20g/L,還原溫度50°C，電流密度220A/m2，還原時(shí)間30min，陰極材料為銅片。陽(yáng)極液為30g/LNa0H，陽(yáng)極材料為鉬電極。(2)染色織物仿舊整理:在上述陰極還原液中加入織物進(jìn)行浸潰處理，處理溫度50°C，時(shí)間60min，浴比1:20，織物整理后50°C烘干。
[0032]試樣6:在試樣5處理后的陰極殘液中加入lg/LH202(30%)，50°C處理3min后將陰極溶液離心處理，去除析出染料后回用到電解池中；按照試樣5述及的工藝條件(溫度、時(shí)間、電流密度)再次進(jìn)行陰極液還原和試樣6仿舊整理。
[0033]經(jīng)上述工藝處理后，試樣5的染色深度Κ/S下降2.521，織物強(qiáng)力下降1.80% ;試樣6的染色深度Κ/S下降2.679，織物強(qiáng)力下降1.97%。試樣6與試樣5相比，兩者脫色仿舊整理效果相近，表明含鐵鹽絡(luò)合物陰極液可實(shí)現(xiàn)重復(fù)循環(huán)利用，減少了廢水排放與化學(xué)品消耗。
[0034]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)間接還原法織物仿舊整理的方法，其特征在于，是在陰極溶液添加氧化還原介質(zhì)，構(gòu)建氧化還原對(duì)，在低還原電位條件下采用電化學(xué)間接還原法溶解和脫除織物表面的部分染料，使布面呈現(xiàn)褪色效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰極溶液添加的氧化還原介質(zhì)是鐵鹽絡(luò)合物或其他能形成穩(wěn)定氧化還原對(duì)的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鐵鹽絡(luò)合物是Fe3+-三乙醇胺、Fe3+-酒石酸，或其他可形成穩(wěn)定氧化還原對(duì)Fe37Fe2+的化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，仿舊整理后去除電解池陰陽(yáng)兩極間電場(chǎng)，在陰極溶液中添加適量雙氧水并處理一段時(shí)間，使還原溶解的染料進(jìn)一步析出，經(jīng)離心處理去除析出的染料后將含有鐵鹽絡(luò)合物的陰極溶液回用到電解池中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具體包括如下步驟: (1)準(zhǔn)備陰極還原溶液=Fe2(SO4) 32?20g/L、可與鐵鹽絡(luò)合的物質(zhì)5?100g/L、Na0H5?50g/L，在溫度20?70°C、電流密度20?2000A/m2條件下預(yù)還原5?120min ； (2)染色織物仿舊整理:在步驟(I)述及的陰極還原溶液中加入待整理的染色織物，浸潰處理一定時(shí)間，處理結(jié)束后取出織物低溫烘干；所述浸潰處理的浸潰溫度為20?70°C，時(shí)間為30?300min，浴比為1:5?100 ; (3)脫除陰極液中的染料:仿舊整理后去除電解池陰陽(yáng)兩極間電場(chǎng)，在陰極液中添加適量雙氧水并處理一段時(shí)間，使步驟(2)色布中還原溶解的染料析出，經(jīng)離心處理去除析出的染料后將含有鐵鹽絡(luò)合物的陰極溶液回用到電解池中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，陽(yáng)極溶液是5?50g/L稀硫酸或燒堿溶液；陽(yáng)極電極是鉬、鈦或其他穩(wěn)定的不銹鋼合金材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述雙氧水處理的條件為:體積分?jǐn)?shù)30%的 H2O2O ?50g/L，溫度 20 ?70°C，時(shí)間 5 ?60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，陰極電極是鉬、鈦、銅、不銹鋼或其它耐酸性金屬材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰極溶液通過(guò)Nafion質(zhì)子交換膜與陽(yáng)極溶液隔開(kāi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述織物包括采用還原染料或硫化染料染色的棉、麻及粘膠織物。
【文檔編號(hào)】D06P5/15GK103938473SQ201410079764
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】王平, 王潮霞, 杭彩云 申請(qǐng)人:江南大學(xué)