teinture

teinture, procédé de coloration de substances à structure fibreuse (bois, textiles naturels ou synthétiques, cuir, papier,...) de manière durable, contrôlée et relativement stable dans le temps. À la suite de ce traitement, la matière colorante employée ne constitue pas un simple revêtement superficiel appliqué sur le support, mais pénètre dans la structure même du matériau et devient partie intégrante de la fibre ou de la substance traitée, en interagissant avec ses composants chimiques ou physiques. Les teintures sont des composés chimiques, principalement organiques, ayant une affinité chimique ou physico-chimique spécifique pour les fibres textiles ou cellulosiques, protéiques ou synthétiques. Exposées au soleil, à l'eau, aux détergents, aux solvants et à l'usure mécanique, elles doivent conserver leur couleur et leur stabilité dans les fibres, selon leur qualité et leur nature. Les pigments, à l'inverse, sont des composés colorants insolubles, qui n'ont pas d'affinité chimique naturelle pour les fibres. Contrairement aux teintures, on ne peut donc pas fixer des pigments sur les fibres sans utiliser des liants, des résines ou des procédés mécaniques d'encapsulation ou de fixation de surface, ce qui les distingue fondamentalement dans leur comportement industriel et chimique.

Historique

La teinture est un art ancien, empirique puis progressivement scientifique, qui était déjà pratiqué en Égypte, en Mésopotamie, en Perse, en Chine et en Inde plusieurs milliers d'années avant la naissance du Christ, dans des contextes artisanaux et rituels. Parmi les teintures utilisées alors se trouvaient probablement la garance, l'indigo, ainsi que divers extraits végétaux et minéraux utilisés pour colorer les tissus et les fibres naturelles. Aux premiers jours de l'Empire romain, les membres de la famille impériale et de l'aristocratie portaient des vêtements teints avec la pourpre, symbole de pouvoir et de prestige. Cette teinture, préparée à partir des sécrétions d'un gastéropode marin du genre Murex brandaris, était extrêmement précieuse, difficile à produire et donc réservée à une élite sociale restreinte. Jusqu'au IV^e siècle après J.-C., le tissu teint avec la pourpre pouvait valoir l'équivalent de son poids en or, ce qui illustre l'importance économique et symbolique de la coloration textile.

Au XIII^e siècle, la découverte et la diffusion de l'orseille, colorant pourpre tiré d'un lichen, stimulèrent fortement l'art de la teinture en Italie, notamment dans les centres urbains spécialisés dans les métiers textiles. De ce fait, l'Italie du Nord devint progressivement un centre majeur de la teinture en Europe, regroupant artisans, techniques et savoir-faire spécialisés. Au XVIe siècle, les explorateurs rapportèrent des Amériques de nouvelles matières colorantes comme la cochenille et le bois de campêche, qui enrichirent considérablement la palette disponible en Europe. Parmi les autres teintures naturelles importantes figuraient également le quercitron, la gaude, le sumac, le bois du Brésil, le safran et l'indigo, chacun apportant des nuances spécifiques et des usages variés.

Le développement des teintures synthétiques date du XIXe siècle, période de révolution industrielle et de progrès en chimie organique. En 1856, le chimiste britannique William Henry Perkin découvrit accidentellement le premier colorant synthétique dérivé du goudron de houille (coaltar), qu'il baptisa « mauve ». Depuis cette découverte fondatrice, on a développé un grand nombre de teintures synthétiques et artificielles aux propriétés contrôlées, et l'emploi des teintures naturelles dans l'industrie textile a pratiquement cessé au profit de procédés plus efficaces, reproductibles et économiques.

Classifications des teintures

Plusieurs milliers de matières colorantes et un très grand nombre de procédés de teinture ont été développés au fil du temps, en fonction des besoins industriels et des matériaux à traiter. La teinture et le procédé employés dépendent de la couleur souhaitée, de sa solidité face aux agents extérieurs et du coût global de production.

On peut classer les teintures de plusieurs manières complémentaires. Dans les applications textiles, les classifications sont généralement faites selon la structure chimique de la teinture et selon les grandes classes de fibres à traiter. On distingue alors la teinture directe de la teinture indirecte. Les teintures directes colorent les fibres plongées directement dans la solution tinctoriale, sans étape intermédiaire complexe ; les teintures indirectes, en revanche, ne donnent des couleurs satisfaisantes que si les fibres ont été préalablement ou ultérieurement traitées par des agents chimiques spécifiques. Les teintures directes sont principalement utilisées pour les fibres de cellulose, notamment le coton, la rayonne, le lin et la ramie, en raison de leur structure accessible et réactive. D'autres teintures utilisées pour la cellulose incluent les colorants de cuve au naphtol et les colorants au soufre, qui nécessitent des étapes de transformation chimique avant fixation.

On peut également classer les teintures selon leur structure chimique et les qualifier de colorants acides ou de colorants basiques. Les colorants acides (ou anioniques) contiennent des groupements acides sulfoniques ou carboxyliques et interagissent avec certaines fibres par attraction ionique. Ils sont employés sur les fibres protéiques comme la laine, mais n'ont pas d'effet direct sur la cellulose. Les colorants basiques (ou cationiques) sont des sels aminés complexes et fortement colorants, capables de se fixer sur certaines fibres naturelles ou modifiées comme la laine, la soie, les cuirs et les peaux.

On détermine les matières colorantes et les méthodes de teinture à employer pour la coloration des fibres textiles en fonction de leurs caractéristiques chimiques, mécaniques et économiques. La laine et la soie peuvent former des liaisons avec les colorants acides comme avec les colorants basiques, ce qui leur donne une grande polyvalence. Toutefois, les colorants basiques donnent souvent des résultats moins stables ou moins homogènes selon les procédés utilisés. Le coton, en revanche, ne réagit pas naturellement aux colorants acides et ne peut pas être teint directement par les colorants basiques sans traitement préalable. La méthode utilisée pour les fibres synthétiques dépend fortement de leur composition moléculaire. La rayonne, dérivée de la cellulose, peut être teinte avec des composés similaires à ceux du coton. Les fibres acryliques sont généralement teintes avec des colorants basiques. Les fibres de verre ne peuvent pas être teintes directement en raison de la nature inerte du matériau ; on colore donc le verre en fusion avec des sels métalliques avant le filage des fibres. Voir Fibre ; Verre (industrie) ; Plastiques, matières.

Teinture indirecte

Aujourd'hui, la teinture indirecte est essentiellement utilisée dans des contextes artisanaux ou spécialisés, bien qu'elle ait eu une importance industrielle historique. La méthode la plus simple nécessite un prétraitement du tissu avec une substance imprégnante appelée « mordant », suivi d'une immersion dans un bain de teinture permettant la fixation progressive de la couleur. On utilisait autrefois le tanin comme mordant principal, en raison de sa capacité à interagir avec les fibres naturelles et les colorants. Il permet notamment d'employer des colorants basiques sur le coton et d'autres tissus cellulosiques, qui autrement seraient difficiles à teindre. Aujourd'hui, ce procédé est surtout réservé à des cas particuliers, comme la coloration de matériaux spécifiques ou de produits artisanaux tels que les fleurs séchées.

L'application classique du mordançage-teinture comprend trois phases successives : le traitement du tissu avec une solution contenant un sel métallique, un deuxième bain contenant de l'ammoniac, puis un bain de teinture proprement dit. La réaction entre le sel métallique et l'ammoniac produit des hydroxydes métalliques insolubles. Ceux-ci restent fixés dans les fibres et réagissent ensuite avec la solution tinctoriale pour former des laques colorées, composés stables, insolubles et résistants à l'usure. Une technique plus couramment utilisée est la teinture au chrome de la laine, qui améliore la solidité des couleurs.

Dans ce procédé, le tissu est d'abord coloré avec une teinture soluble, puis traité au bichromate de sodium, qui se combine avec la teinture pour former dans les fibres une laque au chrome très stable. On peut également appliquer le bichromate avant la teinture ou simultanément selon les résultats recherchés. L'emploi du chrome augmente la solidité de la teinture sur la laine, le nylon et la soie, en améliorant la résistance aux lavages et à la lumière.

Un certain nombre de colorants sont insolubles et doivent donc être modifiés chimiquement avant leur utilisation. Dans le cas des colorants sulfurés ou de cuve, le colorant insoluble dans l'eau est d'abord réduit chimiquement en un composé soluble appelé leucodérivé. Le tissu est ensuite plongé dans cette solution de leucodérivés. Puis, l'exposition à l'air provoque une oxydation du composé, qui régénère le colorant insoluble directement dans la fibre, assurant une fixation durable. Les colorants sulfurés sont réduits dans une solution de sulfure de sodium, tandis que les colorants de cuve sont traités dans une solution d'hyposulfite de sodium.

Les colorants au naphtol et les colorants développés directs (sous-catégorie des colorants directs) sont également employés en teinture indirecte, où le produit colorant se forme directement à l'intérieur des fibres elles-mêmes. On crée de tels colorants en faisant passer le tissu dans plusieurs bains successifs de composés chimiques qui réagissent entre eux pour former la matière colorante finale. On emploie une technique analogue pour produire certaines couches sensibles utilisées dans les émulsions photographiques, illustrant la parenté entre chimie des colorants et procédés industriels avancés.

Procédés de teinture

Les textiles peuvent être teints à n'importe quel stade de leur fabrication, depuis la matière première jusqu'au produit fini, en fonction des effets recherchés et des contraintes économiques ou techniques de production. On peut ainsi intervenir sur les fibres brutes, sur les fils filés, sur les étoffes tissées ou encore sur les articles confectionnés. On teint le filé ou le fil destiné au tissage afin d'obtenir des étoffes à dessins, à motifs réguliers ou complexes, ainsi que des toiles d'excellente qualité présentant une coloration homogène et durable. Cette méthode, bien que plus coûteuse, permet un meilleur contrôle des couleurs et une plus grande finesse des motifs. Pour une étoffe moins onéreuse et produite en plus grande quantité, on teint généralement le tissu « en pièces », c'est-à-dire après le tissage, ce qui simplifie les opérations et réduit les coûts de fabrication tout en offrant une bonne uniformité de teinte.

On peut aussi réaliser des dessins colorés directement sur une pièce tissée grâce à plusieurs procédés de teinture sélective ou d'impression textile, permettant d'obtenir une grande variété de motifs décoratifs. Les équipements de teinture sont généralement simples dans leur principe, mais peuvent être très sophistiqués dans les installations industrielles modernes, intégrant des systèmes automatisés de contrôle de température, de pression et de circulation des bains. Pour les bains de colorants acides, on emploie couramment des cuves en Monel, alliage de nickel et de cuivre particulièrement résistant à la corrosion, ou en alliages spécialement conçus pour résister aux milieux acides agressifs. On utilise des cuves en acier inoxydable pour les bains de colorants basiques ou neutres, afin d'éviter toute altération chimique du matériel et de garantir la pureté des teintures.

Lorsque l'on teint le fil ou le filé, celui-ci est habituellement enroulé sur des fuseaux perforés ou des supports cylindriques dans lesquels on injecte la solution tinctoriale sous pression. Ce procédé permet à la teinture de pénétrer de manière uniforme au cour de la bobine, assurant ainsi une coloration homogène sur toute la longueur du fil. Le fil peut également être teint sous forme d'écheveaux, suspendus dans des bains de teinture et soumis à des mouvements réguliers pour favoriser la diffusion du colorant.

Le tissu est teint « en pièces » dans diverses machines spécialement conçues pour prendre en compte les caractéristiques spécifiques de chaque type d'étoffe, qu'il s'agisse de tissus légers, épais, extensibles ou délicats. Ces machines peuvent fonctionner en continu ou par lots, et permettent d'ajuster précisément les conditions de teinture. Trois grandes méthodes sont couramment employées pour teindre ou imprimer une pièce textile, chacune présentant des avantages particuliers selon les résultats souhaités.

Dans l'impression directe, on grave un dessin ou un motif sur un rouleau de cuivre ou sur un cylindre gravé. On applique ensuite sur les parties gravées un colorant épaissi avec une substance comme l'amidon, la gélatine ou d'autres agents épaississants, afin de contrôler sa diffusion. Simultanément, la surface non gravée est nettoyée en la raclant ou en la essuyant, ce qui permet de ne déposer le colorant que dans les zones prévues. Le dessin est alors imprimé sur le tissu par pression mécanique, assurant une reproduction fidèle du motif. L'impression directe peut également être réalisée en faisant passer une pâte colorante sur l'étoffe à travers un écran ou un cache spécialement préparé, selon un procédé comparable à la sérigraphie. Dans ce cas, le cache contrôle précisément la quantité de pâte appliquée sur le tissu et la forme du motif reproduit.

Dans une méthode d'impression inverse, appelée impression de réserve, on applique sélectivement sur le tissu une substance qui empêche ou repousse la fixation du colorant. Le tissu est ensuite plongé dans un bain de teinture ; seules les zones non protégées sont colorées, tandis que les zones traitées restent blanches ou conservent leur teinte initiale. Cette méthode est notamment utilisée pour créer des motifs contrastés, comme des pois blancs sur un fond coloré, ou d'autres dessins décoratifs complexes.

Enfin, dans l'impression par décoloration, le tissu est d'abord teint uniformément, puis imprimé avec un produit chimique capable d'oxyder ou de réduire le colorant présent dans certaines zones. Ce traitement chimique détruit ou modifie la couleur initiale, créant ainsi un motif clair ou blanc sur un fond coloré. Ce procédé permet d'obtenir des effets visuels subtils et des contrastes originaux, souvent utilisés dans l'industrie textile pour des applications décoratives ou de mode. Voir aussi Impression, techniques d'.