一种电化学还原法织物仿旧整理的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103938473 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103938473 A (21)申请号 201410079764.4 (22)申请日 2014.03.06 D06P 5/15(2006.01) (71)申请人 江南大学 地址 214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道 1800 号 (72)发明人 王平 王潮霞 杭彩云 (74)专利代理机构 北京爱普纳杰专利代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 11419 代理人 何自刚 王玉松 (54) 发明名称 一种电化学还原法织物仿旧整理的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种电化学还原法织物仿旧整 理的方法。

2、， 属于纺织化学技术领域。 本发明电解池 阴极液中的铁盐络合物提供了低还原电位， 使色 布上染料能部分还原溶解 ； 整理后通过去除阴阳 两极间的外加电场， 可使阴极溶液中布面溶出的 染料氧化析出， 移除染料后的还原介质可再次回 用， 实现多批次织物循环仿旧整理。本发明方法 可取代传统化学漂洗或酶洗进行染色织物仿旧整 理， 与传统仿旧整理方法相比， 减少了用水， 降低 了生产成本， 实现了清洁化印染生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103938473。

3、 A CN 103938473 A 1/1 页 2 1. 一种电化学间接还原法织物仿旧整理的方法， 其特征在于， 是在阴极溶液添加氧化 还原介质， 构建氧化还原对， 在低还原电位条件下采用电化学间接还原法溶解和脱除织物 表面的部分染料， 使布面呈现褪色效果。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述阴极溶液添加的氧化还原介质是铁 盐络合物或其他能形成稳定氧化还原对的化合物。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述铁盐络合物是 Fe3+- 三乙醇胺、 Fe3+- 酒石酸， 或其他可形成稳定氧化还原对 Fe3+/Fe2+的化合物。 4. 根据权利要求 1 所述的方。

4、法， 其特征在于， 仿旧整理后去除电解池阴阳两极间电场， 在阴极溶液中添加适量双氧水并处理一段时间， 使还原溶解的染料进一步析出， 经离心处 理去除析出的染料后将含有铁盐络合物的阴极溶液回用到电解池中。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 具体包括如下步骤 ： （1）准备阴极还原溶液 ： Fe2(SO4)32 20g/L、 可与铁盐络合的物质 5 100g/L、 NaOH5 50g/L， 在温度 20 70、 电流密度 20 2000A/m2条件下预还原 5 120min ； （2） 染色织物仿旧整理 ： 在步骤 （1） 述及的阴极还原溶液中加入待整理的染色织物， 浸 渍处理一。

5、定时间， 处理结束后取出织物低温烘干 ； 所述浸渍处理的浸渍温度为 20 70， 时间为 30 300min， 浴比为 1:5 100 ； （3） 脱除阴极液中的染料 ： 仿旧整理后去除电解池阴阳两极间电场， 在阴极液中添加适 量双氧水并处理一段时间， 使步骤 （2） 色布中还原溶解的染料析出， 经离心处理去除析出的 染料后将含有铁盐络合物的阴极溶液回用到电解池中。 6.根据权利要求1或5所述的方法， 其特征在于， 阳极溶液是550g/L稀硫酸或烧碱 溶液 ； 阳极电极是铂、 钛或其他稳定的不锈钢合金材料。 7. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 所述双氧水处理的条件为 ： 体积分。

6、数 30% 的 H2O20 50g/L， 温度 20 70， 时间 5 60min。 8. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 阴极电极是铂、 钛、 铜、 不锈钢或其它耐酸 性金属材料。 9. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述阴极溶液通过 Nafion 质子交换膜与 阳极溶液隔开。 10. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述织物包括采用还原染料或硫化染料 染色的棉、 麻及粘胶织物。 权 利 要 求 书 CN 103938473 A 2 1/3 页 3 一种电化学还原法织物仿旧整理的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种电化学还原法织物仿旧整理的方法。

7、， 属于纺织化学技术领域。 背景技术 0002 仿旧整理是指通过湿态整理赋予染色织物自然褪色的陈旧外观， 多应用于天然纤 维制品整理。 常用织物仿旧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 特点不完全相同。其中， 石磨水洗多借助轻质多孔浮石， 使染色织物表面染料局部磨去， 产 生自然仿旧外观， 但工艺不当织物表面易产生破洞 ； 漂洗是借助于化学脱色剂， 使布面染料 部分被氧化或还原破坏， 其缺点是部分脱色剂 （如保险粉） 使用后废水中含盐量较高， 增加 了废水处理负担 ； 酶洗主要是借助于纤维素酶进行纤维素纤维染物仿旧整理， 其特点是处 理条件温和， 织物整理后外观效果自然。

8、， 手感也较好， 其缺点是酶制剂成本高， 若处理不当 还容易造成织物强力下降。 0003 电化学间接还原是借助于电极、 质子交换膜、 阴极和阳极介质体系、 电解池等构成 的一种生态型氧化还原方法。在纺织化学领域， 目前已有将其应用于棉纤维还原染料染色 的报道。电化学间接法还原染色的基本原理是阴极介质中的高价金属离子 （如三价铁配合 物） 可从阴极中获得电子转变成低价离子 （如二价铁配合物） ， 与还原染料等接触后发生电 子转移， 使染料还原溶解成隐色体钠盐并上染纤维， 完成还原染料染色。电化学间接还原 中， 可逆的氧化还原阴极介质如 Fe3+乙醇胺、 Fe3+酒石酸等铁盐络合物可达到较低的还 。

9、原电位， 能使大多数还原染料或硫化染料有效溶解。 由上述电化学还原染色原理可知， 低电 位阴极介质体系不仅可应用于纤维素纤维制品染色， 在染色织物仿旧整理中应也具有可行 性， 即可借助于低电位阴极介质还原溶解织物表面部分染料， 使布面呈现自然褪色的陈旧 效果。 目前， 电化学还原法进行染色织物仿旧整理的研究尚未见报道， 其原因与电化学还原 技术在纺织领域应用及研究尚不够深入相关。 0004 电化学间接还原中， 可逆的氧化还原介质体系提供了恒定的低还原电位， 因此在 阴极液中不必添加化学还原剂或其他脱色剂， 通过控制阴极介质电位即可使色布上的染料 部分还原溶解。染色织物经电化学法仿旧整理后， 通。

10、过去除阴、 阳两极间外加电场， 即可使 阴极液中的染料氧化析出 ； 在移除析出的染料后， 恢复阴阳两极间的电压， 可再次使阴极介 质的电位降低， 实现染色织物循环脱色的仿旧整理， 因此理论上该过程可实现低排放、 甚至 零排放。与传统染色织物仿旧整理方法相比， 电化学间接还原法仿旧整理在机理与调控方 法方面有较大区别， 是一种具有潜力的仿旧脱色技术。本发明述及的电化学间接还原法织 物脱色仿旧整理， 不仅可减少传统脱色剂的使用， 降低水资源能耗和生产成本， 而且减轻了 废水处理的负担， 是一项清洁化印染生产加工技术。 发明内容 0005 本发明的目的旨在提供一种电化学间接还原法织物仿旧整理的方法，。

11、 是在阴极溶 液添加氧化还原介质， 构建氧化还原对， 在低还原电位条件下采用电化学间接还原法溶解 说 明 书 CN 103938473 A 3 2/3 页 4 和脱除织物表面的部分染料， 使布面呈现褪色效果。 0006 所述阴极溶液添加的氧化还原介质包括 Fe3+- 三乙醇胺、 Fe3+- 酒石酸等能形成稳 定氧化还原对的化合物。 0007 所述阴极溶液添加的氧化还原介质优选铁盐络合物， 可形成氧化还原对 Fe3+/ Fe2+。 0008 所述仿旧整理方法中使用的阳极溶液可以是 5 50g/L 稀硫酸或烧碱溶液， 阳极 可以是铂、 钛或其他稳定的不锈钢合金材料。 0009 所述仿旧整理方法中使。

12、用的阴极电极可以是铂、 钛、 铜、 不锈钢等耐酸性金属材 料。 0010 所述仿旧整理后去除电解池阴阳两极间电场， 在阴极溶液中添加适量双氧水并处 理一段时间， 使还原溶解的染料进一步析出， 经离心处理去除析出的染料后将含有铁盐络 合物的阴极溶液回用到电解池中。 0011 所述仿旧整理方法的具体工艺步骤如下 ： 0012 （1）准备阴极还原液 ： Fe2(SO4)32 20g/L、 铁盐可络合物 5 100g/L、 NaOH5 50g/L， 在温度 20 70、 电流密度 20 2000A/m2条件下预还原 5 120min。 0013 （2）染色织物仿旧整理 ： 在步骤 （1）述及的阴极还原。

13、液中加入待整理的染色织 物， 浸渍处理一定时间， 处理结束后取出织物低温烘干。所述浸渍处理的浸渍温度为 20 70， 时间为 30 300min， 浴比为 1:5 100。 0014 （3） 脱除阴极液中的染料 ： 仿旧整理后去除电解池阴阳两极间电场， 在阴极液中添 加适量双氧水并处理一段时间， 使步骤 （2） 色布中还原溶解的染料析出， 经离心处理去除析 出的染料后将含有铁盐络合物的阴极溶液回用到电解池中。 所述双氧水处理的条件为 ： H2O2 （30%） 0 50g/L， 温度 20 70， 时间 5 60min。 0015 重复步骤 （2） （3） 可实现不同批次的染色织物循环仿旧整理加。

14、工。 0016 所述阴极溶液通过不同规格的 Nafion 质子交换膜与阳极溶液隔开。 0017 所述仿旧整理方法适用于还原染料或硫化染料染色的棉、 麻及粘胶织物。 0018 本发明利用电化学间接还原法进行染色织物仿旧整理， 与传统色布仿旧整理方法 相比， 具有以下优点 ： 0019 （1） 生产成本降低。 染色织物电化学还原仿旧整理后， 通过脱除阴极液中还原溶出 的染料， 可实现含有铁盐络合物阴极液的循环使用。与传统仿旧整理用漂洗剂或生物酶相 比， 降低了生产成本。 （2） 低排放与少污染。应用于染色织物脱色的阴极液可多次循环回 用， 不但减少了水资源和化学药剂消耗， 实现了低排放， 而且整理。

15、中布面脱除的染料析出后 可集中回收， 减轻了废水处理负担。 （3） 织物强力下降少。与采用浮石和生物酶法相比， 采 用本发明获得的织物外观仿旧效果较好， 织物强力下降较少， 满足了纺织品机械性能方面 的要求。 具体实施方式 0020 采用电化学间接还原法， 实现纤维素纤维染色织物仿旧整理的具体实施例如下 ： 0021 实施例 1 仿旧整理靛蓝 （还原染料） 染色的纯棉牛仔布 0022 试样 1 ： 采用电化学间接还原法进行仿旧整理， 具体工艺 ：（1） 阴极还原液的准备 ： 说 明 书 CN 103938473 A 4 3/3 页 5 阴极液中 Fe2(SO4)35g/L、 三乙醇胺 20g/。

16、L、 NaOH25g/L， 还原温度 45， 电流密度 150A/m2， 还 原时间 60min， 阴极材料为不锈钢网。阳极液为 30g/LH2SO4， 阳极材料为铂电极。 （2） 染色 织物仿旧整理 ： 在上述阴极还原液中加入织物进行浸渍处理， 处理温度 45， 时间 60min， 浴比 1:30， 织物整理后 50烘干。 0023 试样 2 ： 采用纤维素酶依传统工艺仿旧整理， 具体工艺 ： 中性纤维素酶 1.5g/L、 温 度 45、 pH=7.0、 处理时间 60min， 浴比 1:30， 处理后织物 50烘干。 0024 经上述工艺处理后， 试样 1 的染色深度 K/S 较原样下降 。

17、2.811， 织物强力下降 2.14% ； 试样 2 的染色深度 K/S 较原样下降 1.729， 织物强力下降 8.98%。试样 1 与试样 2 相 比， 织物表面色深下降较多， 织物强力变化较少， 表明电化学间接还原法对棉染物的仿旧整 理效果优于纤维素酶法。 0025 实施例 2 仿旧整理硫化黑 （硫化染料） 染色的纯棉织物 0026 试样 3 ： 采用电化学间接还原法进行仿旧整理， 具体工艺 ：（1） 阴极还原液的准备 ： 阴极液中 Fe2(SO4)35g/L、 三乙醇胺 20g/L、 NaOH20g/L， 还原温度 45， 电流密度 200A/m2， 还 原时间 20min， 阴极材料。

18、为不锈钢网。阳极液为 20g/LH2SO4， 阳极材料为铂电极。 （2） 染色 织物仿旧整理 ： 在上述阴极还原液中加入织物进行浸渍处理， 处理温度 45， 时间 60min， 浴比 1:30， 织物整理后 50烘干。 0027 试样 4 ： 采用与试样 3 相同的工艺处方、 处理温度与处理时间， 其中设定两极间电 压为 0V（即电流密度为 0） ， 作为试样 3 空白对照样。 0028 经上述工艺处理后， 试样 3 染色深度 K/S 较原样下降 5.911， 织物强力下降 1.14% ； 试样 4 的染色深度 K/S 较原样下降 0.729， 织物强力下降 0.98%。 0029 试样 3 。

19、与试样 4 相比， 织物表面色深下降明显， 织物强力变化较小， 表明电化学间 接还原法对硫化染料棉染物也具有较好仿旧整理效果。 0030 实施例 3 仿旧整理还原绿 FFB 亚麻染色布 0031 试样 5 ： 采用电化学间接还原法进行仿旧整理， 具体工艺 ：（1） 阴极还原液的准备 ： 阴极液中 Fe2(SO4)34g/L、 酒石酸 20g/L， NaOH20g/L， 还原温度 50， 电流密度 220A/m2， 还原 时间 30min， 阴极材料为铜片。阳极液为 30g/LNaOH， 阳极材料为铂电极。 （2） 染色织物仿旧 整理 ： 在上述阴极还原液中加入织物进行浸渍处理， 处理温度 50。

20、， 时间 60min， 浴比 1:20， 织物整理后 50烘干。 0032 试样 6 ： 在试样 5 处理后的阴极残液中加入 1g/LH2O2（30%） ， 50处理 3min 后将阴 极溶液离心处理， 去除析出染料后回用到电解池中 ； 按照试样 5 述及的工艺条件 （温度、 时 间、 电流密度） 再次进行阴极液还原和试样 6 仿旧整理。 0033 经上述工艺处理后， 试样5的染色深度K/S下降2.521， 织物强力下降1.80% ； 试样 6 的染色深度 K/S 下降 2.679， 织物强力下降 1.97%。试样 6 与试样 5 相比， 两者脱色仿旧整 理效果相近， 表明含铁盐络合物阴极液可实现重复循环利用， 减少了废水排放与化学品消 耗。 0034 虽然本发明已以较佳实施例公开如上， 但其并非用以限定本发明， 任何熟悉此技 术的人， 在不脱离本发明的精神和范围内， 都可做各种的改动与修饰， 因此本发明的保护范 围应该以权利要求书所界定的为准。 说 明 书 CN 103938473 A 5 。