Teintures mordantes — Quand un pont métallique assure la solidité des couleurs

Mordançage et complexe colorant-métal-fibre
Les colorants mordants sont une classe de colorants présentant une faible ou aucune affinité directe pour la fibre, à moins qu'un sel métallique – le mordant – ne soit appliqué sur celle-ci avant, pendant ou après la teinture. Le mordant forme un complexe de coordination qui lie la molécule de colorant à la fibre et modifie et stabilise simultanément la couleur. Historiquement, les colorants mordants étaient d'origine naturelle (comme la garance associée à l'alun et aux mordants ferreux), mais les colorants mordants modernes pour textiles sont des colorants acides de synthèse contenant des groupes chélatants tels que des groupes hydroxyle, carboxyle ou amine en position ortho sur une structure aromatique azoïque ou triphénylméthane. Le sel mordant le plus important est le dichromate de sodium ou de potassium, d'où l'appellation « colorants au chrome ». Les ions chrome(III) forment des complexes octaédriques très stables avec les atomes donneurs du colorant et se coordonnent simultanément avec des groupes fonctionnels de la fibre protéique (comme les chaînes latérales carboxyle et amine de la kératine de la laine). Il en résulte un complexe colorant-métal-fibre très volumineux et très stable, présentant une excellente résistance au lavage et à la lumière. La teinture peut être réalisée de trois manières : prémordançage (application préalable du chrome), métamordançage (chrome et colorant dans le même bain) ou post-mordançage (teinture suivie du chromage). Le post-chromage est la méthode la plus courante pour la laine et la soie, car il permet une teinture uniforme avant fixation.

Solidité et caractéristiques de couleur supérieures
Les teintures à mordant chromé sont réputées pour produire des teintes profondes, feutrées et d'une solidité exceptionnelle. Leur résistance à l'humidité sur la laine est parmi les meilleures de toutes les catégories de teintures, égalant souvent celle des teintures à complexes métalliques, et leur résistance à la lumière est très bonne, notamment pour les teintes foncées. Elles sont traditionnellement utilisées pour obtenir des bleus marine, des noirs et des bruns foncés sur les tissus de laine et de laine peignée, les tapis et les tissus d'habillement qui doivent résister à des années d'utilisation intensive et à des lavages fréquents. Le principal inconvénient des teintures à mordant réside dans les dommages causés aux fibres par le mordant chromé lui-même : dans les conditions agressives du bain de chromage (dichromate chaud, acide et oxydant), la kératine de la laine peut subir une dégradation oxydative, une perte de résistance à la traction et un toucher rêche. La durée, la température et le pH de l'étape de post-chromage doivent donc être contrôlés avec précision afin de minimiser ces dommages. Une autre limitation réside dans la palette de couleurs plutôt terne et discrète : les colorants mordants excellent dans les teintes sombres et classiques, mais ne peuvent produire les couleurs brillantes et vives des colorants acides ou réactifs. De plus, leur reproductibilité est souvent médiocre si l’étape de chromage n’est pas rigoureusement contrôlée, car la teinte et la solidité dépendent fortement du degré de complexation.

Défis environnementaux et remplacement
Le principal problème environnemental lié aux colorants mordants au chrome est la présence de composés de chrome résiduels dans les effluents des bains de teinture. Les sels de chrome(VI) sont classés comme toxiques et cancérigènes, et même après réduction en chrome(III) lors du mordançage, les effluents de teinturerie contenant du chrome sont soumis à des limites de rejet strictes. Ceci a entraîné un net basculement vers des alternatives sans chrome, notamment les colorants à complexe métallique 1:2 (voir article suivant) qui contiennent le métal déjà chélaté au sein de la molécule de colorant et sont appliqués sans étape de chromage agressive. Les colorants au chrome ont ainsi perdu une part de marché importante en Europe et en Amérique du Nord, bien qu'ils soient encore utilisés dans certaines régions et pour des applications spécifiques où l'alliance d'une solidité ultra-élevée et d'un faible coût est essentielle. L'abandon progressif des colorants au chrome a favorisé le développement de colorants réactifs à haute solidité pour la laine, capables d'égaler les performances des colorants au chrome sans la toxicité du métal.