TROISIÈME GROUPE
Procédés qui agissent par dissolution de la matière colorante. — On peut dire en général que tous les véhicules reconnus capables de dissoudre les matières colorantes de la garance ont été essayés et proposés dans le but de fabriquer industriellement des dérivés de la garance. Ces produits ont ordinairement un pouvoir tinctorial assez considérable, variant depuis 20 fois jusqu’à 70 fois le poids de la garance. Ils sont désignés sous le nom d’extraits, et portent différents noms qualitatifs qui rappellent tantôt le véhicule employé à l’épuisement, tantôt le nom d<? l’inventeur. Ainsi on dit extraits alcooliques , méthyliques, glycériques, acétiques ; extraits de MM. Kœchlin, Yerdeil, Vilmorin, etc. Ils renferment les matières colorantes mélangées à plus ou moins de substance résineuse, comme on peut s’en convaincre en les traitant un grand nombre de fois par de l’eau bouillante
alunée. Dans ces conditions M. E. Schwartz a trouvé, avec un extrait alcoolique, un résidu essentiellement formé d’une résine brune ne teignant pas les mordants. L’épuisement de ces extraits par l’eau surchauffée à 250° laisse aussi une résine insoluble et fusible.
Les extraits de garance donnent généralement des teintures solides, avec des blancs assez purs, surtout en présence d’une dose convenable de craie. La fixation de la matière colorante aux mordants ne commence qu’à une température voisine de l’ébullition. Pour utiliser toute la matière colorante qu’ils renferment, il convient d’employer moins d’eau qu’avec la garance et de mouiller l’extrait bien broyé avec de l'alcool, avant de l’ajouter au bain. Jusqu’à présent aucun d’eux n’a été adopté dans le garançage par voie de teinture, les avantages qu’ils peuvent offrir, par rapport à la fleur ou à la garancine, étant annulés par un prix de revient trop élevé. Ils ont reçu quelques applications dans un genre particulier, où la matière colorante dissoute dans un véhicule convenable est imprimée sur toile préparée à l’alumine ou au fer.
Un dissolvant neutre (alcool, esprit de bois, sulfure de carbone, glycérine, etc.), ou un dissolvant alcalin (carbonate de soude, phosphate et pyrophosphate de soude, soude caustique, borate, silicate, oléate alcalin), agissant sur la garance ou la fleur, ne parvient à éliminer que la partie de la matière colorante libre, et laisse dans le résidu celle qui est combinée au ligneux. Pour arriver à un épuisement complet et à la décoloration du bois, il est indispensable de faire intervenir les acides minéraux qui décomposent la combinaison insoluble et probablement calcaire des pigments. L’action de l’acide peut être effectuée à volonté avant tout traitement, ou lorsque la première partie de la matière colorante est enlevée.
Quoi qu'il en soit, il est convenable d’agir sur la fleur de préférence à la garance. En effet, celle-ci, macérée avec de
GAkANCË.
l'eau pendant quelques heures, puis exprimée, a perdu ses principes solubles et les glucosides colorants se sont dédoublés sous l’influence d’un ferment naturel, de sorte que le dissolvant spécial ne rencontrera plus que les matières colorantes et résineuses. Ces règles générales une fois posées, passons rapidement en revue les procédés d’extraction de la matière colorante, qui ont été proposés pour atteindre le but.
a. Robiquet et Colin épuisent leur charbon sulfurique, soit par une solution bouillante d’alun et précipitent le colorant par addition d’acide sulfurique (voir purpurine), soit par l’alcool. Dans ce dernier cas on traite le charbon sulfurique par l’alcool froid, qui, dès les premiers lavages, enlève une matière résineuse, grasse au toucher, et prend une couleur rouge-brun des plus foncées. Cette première teinture est mise de côté pour en retirer l’alcool par distillation, puis on épuise le charbon sulfurique par de l’alcool, dans un appareil convenablement disposé. Les solutions très-fortement concentrées sont délayées dans un peu d’eau, et le précipité de matière colorante est filtré et exprimé. Ce produit très-riche a été livré au commerce par MM. Lagier et Thomas sou^ le nom de colorine. Il teint comme 70 fois son poids de garance, grâce à l'élimination préalable de la majeure partie de la résine, au moyen de lavages à l’alcool froid.
Il est clair que le charbon sulfurique peut, dans ce traitement, être remplacé avec avantage par de la garancine fabriquée par les procédés actuels.
b. Kuhlmann traite la garance par l’alcool bouillant, évapore le liquide à consistance d’extrait et lave l’extrait à l’eau pour enlever les principes solubles. Ce procédé est défectueux, car il ne permet pas d’arriver à l’extraction totale.
c. MM. Persoz et Gaultier de Claubry épuisent la garancine par une solution bouillante de carbonate de soude, puis par une solution d’alun à 100°. Le liquide sodique, saturé par un acide (chlorhydrique), donne un précipité gélatineux
d’acide pectiquë mélangé à de la matière colorante ; on peut le traiter par l’alcool qui laisse l’acide portique et s’empare des pigments.
d. Un inconnu propose de laisser digérer la garance avec un mélange d’eau et d’acide sulfurique ( 1 partie d’acide pour 8 à 10 parties d’eau). La masse filtrée et lavée est traitée jusqu’à épuisement par de l’alcool à 85°. centésimaux.
c. M. Dandrillon opère avec la garance, qu’il fait macérer avec de l’acide chlorhydrique, et il enlève les principes colorants au moyen de l’alcool acide et bouillant. Le liquide filtré est saturé par de la craie, concentré et précipité par l’eau.
d. Méthode de M. Colomb. La garance est traitée par l’acide azotique étendu, et lavée après quelque temps de macération ; elle est ensuite soumise à l’action d’une lessive de soude caustique de !2° Baumé. La solution alcaline violette est précipitée par l’acide azotique. Le précipité volumineux et pectique, bien lavé, est traité par l’alun bouillant. Cette dernière solution peut fournir la matière colorante, si on la précipite par un acide ; on peut aussi l’employer directement à la fabrication d’une laque de garance, en la neutralisant par le carbonate de soude.
e. D’après les observations de M. E. Schwartz, on peut dissoudre une grande partie du principe colorant de la fleur ou delà garancine, en traitant ces produits par de l’huile de pavot ou toute autre huile bouillante. L’extrait qui se sépare par refroidissement donne des teintures vives, solides et résistant à l’avivage.
f. Procédé Gerber et Dollfus. Ils épuisent la fleur de garance par l’esprit de bois bouillant. Les liqueurs concentrées sont précipitées par l'eau. On obtient ainsi 6,75 pour 100 d’extrait brut, d’une couleur jaune-brunâtre. Le résidu traité par une nouvelle quantité d’esprit de bois, contenant 4/100 d’acide sulfurique, fournit un nouvel extrait presque aussi
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abondant que le premier. Ce produit a été connu sous le nom d’azale.
M. Kœchlin a proposé d’extraire la matière colorante par l’esprit de bois, à la température ordinaire.
g. D’après MM. Yerdeil et Michel, on obtient un bon extrait en opérant de la manière suivante. On fait ramollir les racines de garance dans une eau acidulée par l’acide sulfurique; elles sont ensuite écrasées entre des cylindres, opération par laquelle une certaine quantité de liquide est éliminée, et finalement bien exprimées par une forte presse hydraulique. Les racines ainsi préparées sont macérées pendant 48 heures dans une solution faible de carbonate alcalin à 2° Baume. On sépare par l’expression le liquide alcalin chargé de matières colorantes et on renouvelle la macération, mais en employant, cette fois-ci, une liqueur alcaline plus faible ; on précipite la matière colorante encore impure, de ces liqueurs alcalines, en les sursaturant par un acide.
Le précipité recueilli sur un filtre, lavé, exprimé et desséché, est ensuite épuisé par de l’esprit de bois ou de l’alcool bouillant. Les solutions alcooliques clarifiées sont enfin concentrées et précipitées par l’eau.
M. Schrützenberger a proposé une méthode analogue en remplaçant le carbonate de soude par du phosphate ou mieux du pyrophosphate de soude.
On arrive à de bons extraits en traitant la fleur ou la garaneine :
1° Par l’acide acétique bouillant à 8°. Le liquide filtré bouillant laisse déposer d’abondants flocons rouges de matière colorante. Cette expérience a été faite par M. H. Schlumberger dans le but de doser la matière colorante (voir plus loin essais de garance).
2° Par la glycérine chaude. Elle dissout les matières colorantes qu’elle abandonne en se refroidissant.
3° Par la benzine bouillante, ou encore par le sulfure de carbone.
4° Par l’alun bouillant et acidulé. La matière colorante dissoute se sépare par le retour à la température ordinaire.
Toutes ces méthodes sont trop coûteuses pour offrir de l’avenir dans la grande industrie.
11 nous reste à parler des procédés où l’on fait intervenir l’eau, pour agir, non sur les matières colorantes déjà formées, mais sur leurs glucosides solubles. Il va sans dire qu'il convient de s’adresser à de la garance n’ayant subi aucun traitement préalable, et qui n’a pas encore perdu, par une conservation trop prolongée, la plus grande quantité de ses glucosides colorants.
L’auteur anonyme d’un mémoire envoyé en 1828 à la Société industrielle fait observer déjà, qu'on pourrait obtenir des résultats d’extraction plus expéditifs et plus économiques, en opérant sur la racine nouvellement récoltée.
M. H ingin traite la garance fraîche par de l’eau froide contenant 3 à 6 pour ! 00, du poids de la garance, d’acétate de plomb et un peu d’acide acétique. Le sel de plomb est destiné à empêcher la fermentation des glucosides; au bout d'une heure on filtre. La solution est mélangée à de l’ammoniaque; elle devient rouge ; on la chauffe en faisant passer un courant d’air pour oxyder, enfin on précipite par le chlorure de calcium.'Le précipité lavé est décomposé par un acide qui sépare la matière colorante précipitée par le sel calcaire.
La méthode de M. E. Kopp, dont nous avons eu déjà l’occasion de parler, repose sur des principes analogues. De toutes celles que nous avons passées en revue, elle est la plus élégante et la plus originale. Nous connaissons la théorie de ce procédé ; il ne nous reste donc plus qu’à insister sur les détails pratiques.
Après avoir essayé l’influence de divers corps aptes à s’opposer aux fermentations, M. Kopp s’est arrêté à l’emploi de
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l’acide sulfureux qui offre le plus d’avantages pratiques et économiques.
La solution sulfureuse se prépare par les moyens ordinaires usités en industrie. Elle doit renfermer 4 à S millièmes 1/2 d’acide sulfureux. Si l’eau est pure, on y ajoute encore environ 1/2 à 1 millième de son volume d’acide chlorhydrique du commerce, qui sert à saturer la petite quantité de carbonate terreux, qu’on rencontre même dans la garance d’Alsace. Si au contraire l’eau est calcaire, il faut augmenter la dose d’acide chlorhydrique, proportionnellement au carbonate de chaux que contient l’eau.
Il est bon d’employer la garance à l’état de poudre grossière, assez uniforme. Il faut éviter la garance réduite en poudre trop fine qui ralentit les filtrations et expressions, et la garance en morceaux trop volumineux qui ne s’imprègnent que lentement, et s’expriment trop difficilement.
On délayé la garance dans dix fois son poids de solution sulfureuse ; on abandonne le mélange dans des vases en bois bien couverts, pendant 12 à 25 heures, en remuant de temps à autre.
La matière semi-liquide est versée dans un sac en toile, on rince le vase avec un peu d’eau ordinaire, pour introduire le tout dans le sac ; on laisse égoutter, puis on exprime graduellement, mais assez fortement.
Le liquide limpide est recueilli dans une cuve en bois. La matière exprimée, qu'on peut très-facilement sortir du sac, est traitée une seconde fois par 10 fois son poids de solution sulfureuse, filtrée et exprimée, et le liquide résultant est ajouté au premier.
On reprend même une troisième fois, mais la solution trop faible sert à empâter et à extraire une nouvelle portion de garance, déjà traitée une première fois par la solution sulfureuse fraîche, et ainsi de suite. Pour que les liquides sulfureux ne laissent pas échapper trop facilement leur gaz, il est bon d'éviter qu’ils ne présentent une large surface à l'air,
ii. 1 1
162 TliAITÉ DES MATIÈRES COLORANTES.
et par conséquent il convient de les recevoir dans des cuves fermées avec des couvercles.
La garance, épuisée par l’eau sulfureuse froide ou tout au plus tiède, est versée dans une cuve à double fond, dont le supérieur est percé d’un grand nombre d’ouvertures et recouvert d’une toile grossière en laine. On l’y épuise d’abord par de l’eau chaude, et finalement par de l’eau bouillante. En un mot, on pratique un lavage méthodique. Le résidu ainsi lavé et séché constitue une fleur de garance faible, qui teint facilement, avec une grande pureté de nuance, en laissant les fonds parfaitement blancs. On peut aussi le convertir en une garancine faible, en le faisant bouillir avec les eaux mères de l’alizarine verte.
Pendant tout le cours de ces opérations, la matière colorante utile de la garance, qui peut y rester encore, n’est nullement altérée et rendue impropre à la teinture ; on peut arrêter les opérations à un moment quelconque, et le résidu, fortement séché, reste parfaitement applicable à la teinture, après qu’on y a ajouté un peu de craie, pour saturer les dernières traces d’acide.
Nous avons déjà vu qu’en ajoutant de 3 à 5 p. 100 d’acide sulfurique ou chlorhydrique à la solution sulfureuse, et en portant à 30 ou 60°, température qu’il ne faut pas dépasser, on détermine la séparation de flocons rouge orangé, de purpurine brute. Au bout de 20 à 30 minutes la précipitation de ce produit est complète, le dépôt est quelquefois assez dense, et se réunit facilement au fond ; on peut alors décanter la liqueur surnageante. Très-souvent il est léger, floconneux et reste très-longtemps en suspension, il faut dans ce cas filtrer. Quoi qu'il en soit, il suffit de le laver à l’eau froide |usqu a élimination complète de tout acide et de le sécher.
Les eaux mères de la purpurine sont colorées en orange nrunâtre et peuvent être conservées indéfiniment en vase clos. Lorsqu’on les porte à l’ébullition, il se passe un phénomène remarquable. Il se dégage de l’acide carbonique,
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et en même temps ilse précipite, en assez grande abondance, une matière pulvérulente verte noirâtre , qui n’est autre chose que de l’alizarine colorée par une matière verte trèsfoncée, formée par l’altération de la chlorogénine.
Il faut entretenir l’ébullition pendant environ 1 à 2 heures pour être certain delà précipitation de toute l’alizarine verte.
Très-probablement , il se dépose en même temps une petite quantité d’ulmine provenant de l’action de l’acide sulfurique sur le sucre de la garance.
L’alizarine verte se dépose au bout de 24 à 36 heures d’une manière complète : seulement, comme elle est en poudre très-fine, elle reste facilement attachée aux parois des vases; pour l’en détacher et la faire couler au fond , il est utile de faire vibrer ou d’ébranler les parois en frappant légèrement.
On décante les eaux limpides et on recueille l’alizarine verte sur des filtres en toile serrée, après l’avoir lavée à deux ou trois reprises, par décantation, avec de l’eau froide. Les eaux mères sont colorées en brun jaunâtre foncé et ne renferment plus de matière colorante utilisable, si l’ébullition a été poussée assez foin.
La teinture avec l’alizarine verte bien lavée, pour la débarrasser d’acide, est des plus faciles et n’exige aucune précaution. Des bains non épuisés teignent très-bien de nouvelles toiles mordancées, jusqu’à épuisement complet de la matière colorante.
Les nuances sont très-nourries et très-vives, les fonds blancs ne se salissent guère et les couleurs résistent parfaitement au savonnage et à l’avivage.
Les teintes étaient dès l’origine assez pures, il suffit ordinairement d’un seul passage au savon pour obtenir un blanc parfait et des couleurs suffisamment avivées. Une petite addition de craie ( d/10 à 2/10) est souvent avantageuse.
Séparation de V alizarine jaune d'avec la matière verte. L'emploi des alcalis ou carbonates alcalins pour séparer l’alizarine jaune pure de la matière résineuse vert noirâtre
qui l’accompagne dans l’alizarine verte, n’a point fourni de résultats avantageux, il en est de même de l’emploi des sels alcalins, tels que borax, phosphates de soude, etc. L’alizarine verte s’y émulsionne pour ainsi dire, et il est très-difficile d’obtenir des liqueurs filtrées, claires.
L’alizarine verte traitée par l’alcool ou l’esprit de bois s’y dissout en partie en donnant des solutions colorées en jaune brunâtre très-foncé. En décantant le liquide limpide et en l’évaporant, ou mieux en le distillant, on obtient pour résidu une alizarine jaune-brun passablement pure.
La sublimation permet aussi, quoiqu’avec moins d’avantage, de séparer l’alizarine à l’état de pureté.
D’après M. Ivopp, le procédé le plus économique et le plus expéditif pour isoler l’alizarine jaune est fondé snr l’emploi de l’huile de schiste légère, des huiles de goudron ou des essences de pétrole.
On fait choix d’une huile ou essence légère dont le point d’ébullition se rapproche de 150° centigrades. La plupart des huiles de schistes servant à l’éclairage sont dans ce cas. On fait bouillir 1 partie d’alizarine verte avec 15 à 20 parties d’essences, en opérant dans un vase cylindrique en tôle ou en fonte dont la hauteur égale 3 à 4 fois le diamètre.
Le cylindre ne doit être rempli qu’aux 2/3 de sa hauteur ; il est fermé par un couvercle concave, de manière à pouvoir y verser une petite quantité d’eau destinée à le refroidir et à opérer la condensation des vapeurs d’huile.
A environ 10 centimètres du bord supérieur du cylindre se trouve, convenablement soudé, un peti tube cylindrique terminé en bec, qui est fermé ordinairement par un bouchon et par lequel on décante l’huile en relevant le vase cylindrique.
Après avoir entretenu l’ébullition pendant 10 à 15 minutes, on enlève le vase du feu et on laisse un peu refroidir, en donnant de temps à autre quelques légers coups secs contre les parois, pour faciliter le dépôt d’alizarine verte. Ce
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dépôt s’effectue très- rapidement, l’alizarine verte paraissant se contracter et devenir plus lourde par l’ébullition. Quelques minutes après que la liqueur a cessé de bouillir, elle est parfaitement claire, limpide et d’un brun jaunâtre doré. Lorsqu’on décante l’huile ou l’essence encore très-chaude dans un autre vase en tôle, elle laisse déposer, par le refroidissement, une quantité notable d’alizarine jaune, sous forme de très-petits cristaux qu’on a qu’à recueillir sur une toile très-serrée, exprimer fortement et laisser exposés quelque temps à l’air pour avoir un produit presque chimiquement pur.
Dans la pratique, il vaut mieux ne pas tenir compte de cette cristallisation.
Lorsque la température de la solution décantée s’est abaissée jusqu a environ 100° centigrades, on verse dans l’huile de schiste chargée d’alizarine, environ 10 à lo p. 100 d’une solution aqueuse faible de soude caustique renfermant à peu près S à 8 p. 100 de son poids d’hydrate de soude, et l’on agite très-vivement.
La soude caustique s’empare presque instantanément de toute l’alizarine en donnant une solution d’un bleu pourpre splendide. Le liquide alcalin séparé par décantation est sursaturé par l’acide sulfurique étendu qui précipite la matière colorante sous forme d’un magma cristallin qu’il ne reste plus qu’à laver et à sécher, ou bien encore, on l’emploie en pâte. L’huile de schiste qui surnage la solution d’alizarate de soude peut immédiatement servir à de nouveaux épuisements.
Trois à quatre taitements par l’huile de schiste bouillante suffisent pour extraire toute la matière colorante : le résidu noir est filtré et exprimé. Il se présente sous forme de gâteaux noirs presque secs qui, par une exposition de 48 heures à l’air, ou dans une étuve, perdent peu à peu complètement le peu d’huile qu’ils renfermaient encore.
Cette substance noir verdâtre peut être utilisée pour la
préparation d’une matière colorante jaune ou jaune orangé brunâtre, possédant des propriétés assez curieuses.
A cet effet, on verse, dans une grande capsule, de l’acide nitrique étendu de 10 fois son poids d’eau et l’on chauffe à 100°. On y introduit ensuite graduellement et avec précaution, de manière à éviter une effervescence trop vive, de la matière verte noirâtre en quantité équivalente aux f du poids de l’acide nitrique. La masse se boursoufle fortement et il se dégage en abondance un gaz, principalement formé d’acide carbonique. Il se produit une matière jaune brunâtre très-peu soluble dans l'eau qu’il suffit de laver et sécher : celle-ci se présente alors sous forme de poudre volumineuse très-légère.
Cette matière nommée xantazarine est un peu soluble dans l’eau bouillante, très-soluble dans l’alcool et l’éther qu’elle colore en jaune brunâtre foncé, ainsi que dans les solutions caustiques et carbonatées, auxquelles elle communique une teinte rouge jaunâtre très-riche.
Chauffée, elle fond, émet quelquesvapeursjaunes etlaisse un résidu considérable de charbon.
La xanthazarine teint facilement la laine et la soie mordancées ou non. La laine prend une teinte jaune d’or intense ; le coton mordancé à l’alumine se colore en jaune orangé. Les agents réducteurs (hydrogène naissant, hydrogène sulfuré, hyposulfite, chlorures stanneux et ferreux, désoxydent la xanthazarine en donnant naissance à une matière colorante rouge qui teint la laine, la soie et le coton mordancé, en nuances se rapprochant un peu de celle de la purpurine impure. Ainsi, en ajoutant du chlorure stanneux à la xanthazarine délayée dans l’eau, ou dissoute dans une trace d’alcali, on obtient une laque jaune ; en portant le tout à l’ébullition, la laque change de suite de nuance et se transforme en une laque rouge un peu cramoisie. Un tissu de laine , teint en jaune doré avec la xanthazarine, devient rouge-cramoisi lorsqu'on le plonge dans une solution bouil-
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lante et étendue de sel d’étain. La matière colorante rougeprovenant de la réduction de la xanthazarioe est presque insoluble dans l’eau froide, et les nuances qu’elle fournit paraissent être plus solides que celles obtenues avec la matière jaune.
