Elôzô rész

Az elôhívásos vagy fejlesztett festési eljárások közül a legrégibb idôk óta alkalmazzák az ún. csávafestést. A csávafestés keresztülvitelénél úgy járnak el, hogy a vízben oldhatatlan festéket, megfelelô redukálási mûveletekkel, fenoljellegû alkáliákban színtelenül vagy legfeljebb gyengén színesen oldódó leukovegyületté változtatják. Ennek oldatába, a "csává"-ba mártják bele a megfestendô fonott vagy szövött anyagot s azután azt onnan kiemelve, levegôn szellôztetik. Ekkor az oxigén a roston levô leukovegyületet az eredeti, vízben oldhatatlan festékké oxidálja, mely - valószínûleg adszorpciós erôk következtében - igen finom eloszlásban tapad meg a gyapjú vagy gyapot anyagán.
 
 

"indigóvirág"

Ôsidôk óta ismert csávafesték azindigó, melyet régen fôrészt a Keletindiában honos Isatis tinctoria [festõcsülleng] nevû növényben elôforduló glükozidából, az indikánból állítottak elô. Kész indigó nincsen a növényben. Maga a festék az említett glükozida egyik bomlástermékébôl, az indoxil-ból keletkezik oxidáció útján. Régen indigófestésre az Indigofera növények vizes kivonatát használták, melyet fakádakban gyüjtöttek össze. Ebben képzôdött ki, egy magától meginduló erjedési folyamat következtében a glükozidának az a hasadási terméke, mely azután levegôre hozva, indigóvá alakult át. A kierjesztett kivonatokat nevezték el akkor "csává"-nak s használják ezt a kifejezést ma is az indigófestéshez hasonló eljárásoknál. Annak idején tehát az indigófestés úgy történt, hogy a kelmét az indigót szolgáltató növény kierjesztett kivonatába mártották s azután levegôre hozták. Mennél többször ismételték ezt az eljárást, annál sötétebb szín fejlôdött ki a szöveten.

Késôbb rájöttek arra, hogy a növény kivonatából levegô hatására kiváló, vízben teljesen oldhatatlan indigót, redukciós eljárásokkal, egy sárgás vegyület alakjában ismét oldhatóvá és csávafestésre alkalmassá tudják tenni. Ezek után vett az Indigofera növények termesztése és az indigó kereskedelme igen nagy lendületet. Festésre nem kellett többé friss növényi kivonatot használni.

Az indigót rendkívül érdekes és értékes tulajdonságai miatt már rég óta tüzetes kémiai vizsgálatok körébe vonták azzal a célzattal, hogy szerkezetét megállapítsák s azután mesterséges elôállítását megvalósítsák. Hosszú évekre nyúló szorgalmas kísérletezések és több neves kutatónak elôtanulmányai után a hatvanas években [a múlt században] mindkét feladatot sikeresen oldotta meg a németek egyik legnagyobb vegyésze, Baeyer Adolf.

Az indigó mesterséges elôállítására ma már több módszert ismerünk. A régibb keletû indigószintézisek inkább tudományos, mint gyakorlati jelentôségûek s fôrészt az indigó szerkezetének bizonyítására szolgálnak. Az indigónak gyáripari elôállítására alkalmas elôírások a kilencvenes években Heumann K.-tól jelentek meg s ettôl az idôtôl kezdve kerül fölénybe a mûtermék a természetes indigóval szemben. A Heumann-féle indigó-szintézis alapvegyülete az antranilsav, vagy a szerkezetének megfelelô néven: orta-amino-benzoesav. Akkor, mikor Heumann indigó-szintézisét kidolgozta, az antranilsav elég körülményesen és költségesen az orto-nitrotoluol oxidálása, majd redukálása útján készült. A kiindulási anyag magas ára miatt jóideig gondolni sem lehetett arra, hogy az indigót gyárilag mesterségesen elôállítsák. A szintézis egyszerre akkor emelkedett gyakorlati jelentôségre, mikor rájöttek arra, hogy az antranilsav - a naftalinból könnyen nyerhetô ftálsavanhidrid imidjébôl - olcsón és jó termeléssel elôállítható. A mesterséges indigó-gyártásnak kiindulási anyaga tehát az olcsó naftalin.

Az indigó-szintézis menete a következô: A naftalint higanyszulfát katalizátor jelenlétében tömény kénsavval melegítve ftálsavvá, illetve ftálsav-anhidriddé oxidálják s ezt amoniákkal ftálimiddé alakítják. A ftálimidbôl nátronhidrátos hidrolízissel keletkezô ftálamidsav, alklórossavas-nátrium hatására, szolgáltatja az antranilsavas-nátriumot. Az átalakulási folyamatok egyes szakaszai a következô képletekkel értelmezhetôk:
 

naftalin

----------> oxidálva

ftálsav

---------->

ftálsavanhidrid

+ NH2 =

ftálimid

NaOH ---------->

ftálamidsavas-nátrium

NaOCl ---------->

antranilsavas-nátrium

Az antranilsav klórecetsvval fenilglicin-orto-karbonsavvá alakul, mely káliolvasztással - az indoxilon keresztül - eredményezi az indigót.
 

antranilsav + klórecetsav

---------->

fenilglicin-orto-karbonsav

----------> KOH

indoxilkarbonsav

----------> KOH

indoxil

2 mol indoxil ---------------> + O2

indigó

Az indigót, hogy festésre alkalmazhassák, lúgos közegben nátrium hidroszulfittal (Na₂S₂O₄·2H₂O) indigó-fehérré vagy leukoindigóvá redukálják. Ilyenkor az indigó, két hidrogén atom felvételével és a kettôs kötések átrendezôdésével, egy fenolszerû vegyületté - ízben igen jól oldódó s a csávafestésre alkalmas nátrium sójává - alakul.

Amint a mesterséges indigónak elôállítása Németország gyári üzemeiben megindult és fokozatosan annak mind nagyobb és nagyobb mennyiségét bocsátották - a növényi eredetûnél sokkal olcsóbb áron - a piacra; ugyanolyan mértékben csökkent Indiában a természetes indigó kivitele. Míg az 1895/96 években India a különbözô országoknak 18700 tonnát szállított ebbôl a festékbôl, az 1913/14 években ennek a mennyiségnek már csak 17-ed részét tudta eladni.

A világháború alatt a természetes indigónak a kereslete valamit növekedett ugyan, de azután megint lényegesen aláhanyatlott, miután az indigó mesterséges elôállítását az összes nagyhatalmak festékgyárai is bevezették.
 

indigó	antik purpur (antikbíbor)

Indigószármazék az ún. antik purpur is, melyet az ó-korban a Murex brandaris csigaféleségbôl állítottak elô. Festésre a purpurcsiga bizonyos mirigyének a váladékát használták. Ezt összegyüjtötték s azután a gyapjút átitatták vele. Napfény és a levegô oxigénjének hatására fejlôdött ki a rostokban az ibolyás vörös szín. Ennek a festéknek az ára akkor rendkívül magas volt, mivel több, mint 10000 purpurcsigából csak 1.5 gramm festéket lehetett kinyerni. A régi Tarentum gazdagságát és nagy forgalmát a purpurnak köszönheti. A római szenátoroknak volt kiváltságos joga purpursávval díszített tógát viselni. (Toga praetexa.)

Az antik purpur, amint a tudományos vizsgálatok megállapították, az indigónak dibróm-származéka. Ma már 4-bróm-2-nitro-benzaldehidbôl és acetonból mesterségesen is elôállítható. Gyárilag mégsem készítik, mert az antik purpurhoz hasonló színû, de más összetételû festékek bizonyos fajtái sokkal tetszetôsebben és tartósabban színezik a textiliákat.

Az antik purpur és az indigó voltak hosszú idôn át a csávafestékek kizárólagos képviselôi. Ez a festékcsoport csak akkor kezdett rohamosan kibôvülni, mikor rájöttek arra, hogy az antrakinon bizonyos származékai alkáli-olvasztással tartósan színezô csáva-festékeket. ún. indantréneket szolgáltatnak. Az elsô ilyenfajta festéket Bohn René állította elô 1901-ben a b-amino-antrakinonból.

Attól függôen, hogy a b-amino-antrakinont 250 C^o-on olvasztjuk alkalival, vagy nitrobenzolos oldatban hevítjük antimonpentaklorid jelenlétében, az indantrén-kék, vagy a flavantrén-sárga festéket nyerhetjük belôle.
 

flavantrén	indantrén-kék

Ebben az osztályban külön csoportot alkotnak az ún. benzantron festôanyagok, melyek benzantronból szintén káliolvasztással jönnek létre. Benzantron keletkezik, ha antrakinont glicerinnel és tömény kénsavval melegítünk. Káliolvasztás alkalmával két molekula benzantron, két hidrogén atom kilépésével kilenc benzolmagot kondenzált rendszerben tartalmazó csáva festôanyaggá, a violantronná kapcsolódik össze.
 

benzantron	violantron

Az antrakinonból és származékaiból létesíthetô csávafestékek száma ma már igen nagy. Valamennyien meglehetôsen bonyolult szerkezetûek. A fentebb ismertetettek aránylag az egyszerûbb összetételûek közül valók. Mivel ezek a vegyületek meglehetôsen lúgos közegben csávázhatók, gyapjú anyagok színezésére nem alkalmasak. Gyapotféleségek számára azonban az indantrének a legpompásabb és legszíntartóbb festôanyagok.

Még néhány évtizeddel ezelôtt is a textiliák festésére használt mesterséges festôanyagoknak jelentékeny részét jogosan lehetett azzal kifogásolni, hogy a velük színezett rostok, szálak, kelmék stb. aránylag rövid ideig tartják meg változatlanul színüket, napfény hatására kifakulnak, szappanos mosáskor a festett szálak környezetüket megszínezik stb. A mesterséges festôanyagok igen sok tagja jó ideig nem tudta felvenni a versenyt a természetes festôanyagokkal, s a forgalomba került, ún. anilin- vagy kátrány-festékek nem a legjobb hírnévnek örvendtek. Az évtizedekig tartó szívós, céltudatos tudományos és ipari munka elért eredményeivel döntötte meg azt az elôítéletet, mellyel a mesterséges festôanyagokat fogadták, s bizonyságát adta a gyakorlati életben, hogy a vegyi gyárakban elôállított festékek minôségileg nemcsak egyformáknak minôsíthetôk a természetes festôanyagokkal, hanem ezeket sok tekintetben felül is múlják.