Als ich vor einigen Jahren beschloss, mich mit Naturfarbstoffen zu beschäftigen, klickte ich mich durch das Angebot des Online-Händlers meines Vertrauens … und blieb direkt beim Buchstaben A hängen. Alkanna! Ach, das klingt ja toll, dachte ich, das bestellste gleich mal. Klick! Nichtsahnend begab ich mich anschließend auf die Suche nach einem Rezept. Warum ich mir da gleich wieder was für Fortgeschrittene rausgesucht hatte, erfährst Du in diesem Artikel.
Die Pflanze: Alkanna tinctoria
Alkanna (Alkanna tinctoria) , auch Schminkwurz genannt, gehört zur Familie der Borretschgewächse und ist v.a. in Südosteuropa und Kleinasien heimisch. Die Farbstoffe sitzen v.a. in der Rinde der Wurzel.
Die Pflanze wurde auch zur Herstellung von Schminke (daher der Name) und später auch zum Färben von Wolle verwendet (als Ersatz für das teure Schnecken-Purpur). Heute wird sie z.B. auf Kreta angebaut.
Der Farbstoff selbst kommt auch in anderen Pflanzen vor, die z. B. in China und Japan wachsen (Lithospermum erythrorhizon Siebold & Zuccarini).
Viel interessanter (und öfter verwendet, historisch gesehen) sind die wundheilenden Eigenschaften der Pflanze, die auf die enthaltenen Farbstoffe (v.a. Alkannin) zurückgeführt werden können. Diese Eigenschaften gerieten aber offenbar lange in Vergessenheit und wurden erst durch V. Papageorgiou 1978 wissenschaftlich beschrieben.
Alkannin – ein ganz besonderer Farbstoff
Alkannin ist ein Naphthochinonfarbstoff und chemisch verwandt mit Juglon, dem Farbstoff aus Walnussblättern, und Henna (ein Isojuglon, D. Cardon S.84).
Und hier kommt auch schon der Teil zum Tragen, den ich “für Fortgeschrittene” genannt habe: Der Farbstoff Alkannin ist nicht wasserlöslich. Will man ihn zugänglich machen, muss man ihn erst in Alkohol oder Öl lösen. (Er ist aber dennoch kein Küpenfarbstoff wie Indigo, der ja auch nicht wasserlöslich ist. Indigo muss man erst reduzieren, um ihn in die wasserlösliche Form zu überführen. Alkannin ist einfach generell nicht wasserlöslich. Zur Küpenchemie von Indigo habe ich schon mal einen Artikel geschrieben.)
Der Farbstoff ist zudem hitzeempfindlich und offenbar auch lichtempfindlich. Im Buch „Natural Dyes“ von Dominique Cardon ist sogar zu lesen, „…It is worth noting that no colorant derived from alkanet root has ever been identified on any ancient textile from the mediterranean area.“ , was wohl u. a. auf die schlechte Lichtechtheit zurückzurühren ist. Erst gegen Ende des 18. Jh. wurden industrielle Verfahren zum Färben mit Alkanna entwickelt (im Zuge des calico-printing). Je nach verwendeter Beize waren die erhaltenen Farbtöne sehr unterschiedlich (Eisen: grau, Aluminium: lila). In Asien wurde Alkanna jedoch offenbar zum Färben von Stoffen genutzt: Der Farbstoff wurde in verschiedenen historischen chinesischen Seidenstoffen nachgewiesen (Cardon, S. 68f).
Den Farbstoff gewinnt man durch Extraktion
In Dorothea Fischers Buch ist zu lesen, dass sie einen wässrigen Extrakt aus Alkannawurzeln hergestellt hat und damit graue Farbtöne erzielte. Aber, wir erinnern uns: Der Farbstoff ist nicht wasserlöslich. Was immer da also mit Wasser extrahiert wurde, Alkannin kann es nicht gewesen sein. Im Gegenteil, das Alkannin wird in den Wurzelstückchen zurückgeblieben sein (was für eine Verschwendung …).
Frau Fischer nennt weiter hinten im Buch auch noch Ammoniak als Lösungsmittel, in dem der Farbstoff blau würde. Ich vermute, sie meint ammoniakalische wässrige Lösung, denn reiner Ammoniak (NH3) ist gasförmig und zählt dementsprechend nicht wirklich als „Lösungsmittel“. Mit ammoniakalischer Lösung habe ich jedoch nicht gearbeitet.
Alkannin läßt sich wie gesagt zwar nicht in Wasser, dafür aber sehr gut mit Alkoholen oder Ölen extrahieren. Für das Färben von Wolle erschien mir die alkoholische Extraktion geeigneter, da die Flotte beim Färben eine wässrige Lösung ist und Alkohole in allen Verhältnissen mit Wasser mischbar sind. Mit dem Extrakt lässt sich also (im Gegensatz zum Öl-Extrakt) problemlos eine wässrige Flotte ansetzen.
Eine Extraktion in Öl ist wahrscheinlich eher dann sinnvoll, wenn das Öl auch in der anschließenden Verarbeitung zum Tragen kommt, z. B. bei Kosmetik oder beim Einölen und gleichzeitigen Färben von Holz (schon wieder eine Idee …).
Nun denn, eine alkoholische Extraktion musste also her. Alkohole gibt es in verschiedenen Varianten. Vermutlich könnte man ganz ganz billigen Fusel nehmen, aber ich scheue mich immer, Lebensmittel zu verschwenden. Reineren, vergällten Alkohol (Ethylalkohol, Ethanol, C2H5OH) bekommt man in der Apotheke, er kostet aber selbst im Sonderangebot oft einen Arm und ein Bein. Also hab ich mich bei den Reinigungsmitteln umgeschaut, und siehe da, Isopropanol (2-Propanol, C3H7OH) gibt es als eine Art Scheibenreiniger-Konzentrat zu kaufen.
Ich habe sowohl mit (fast) reinem Isopropanol als auch mit 75 % (v/v) und 70 % (v/v) gearbeitet, und alles hat hervorragend funktioniert. Die Alkannawurzel habe ich ohne weitere Zerkleinerungsschritte in ein großes Braunglas gegeben, mit Isopropanol übergossen und einige Tage bis 4 Wochen (je nach Versuch) im Dunkeln stehen lassen (der Farbstoff ist wie gesagt lichtempfindlich).
Mit 100 g Alkannawurzel war fast mein gesamtes Glas ausgefüllt und ich brauchte ungefähr 1 L Isopropanol, um die Wurzeln gescheit zu bedecken. Frau Fischer gibt an, auf 100 g Wurzel nur 500 mL verwendet zu haben. In meinem Fall wäre dann gar nicht alles benetzt gewesen.
Der Extrakt war wunderschön tiefrot.
Bitte unbedingt beachten: durch die alkoholische Extraktion und das Erhitzen entstehen beim Färben entsprechend alkoholische Dämpfe. Ihr müsst also unbedingt gut lüften und solltet auch keine offenen Feuer (Zigaretten, Gaskocher etc.) in der Nähe haben. Wenn ihr Isopropanol kauft, bekommt ihr ein Sicherheitsdatenblatt. Lest es euch durch.
Das Ding mit der Löslichkeit
Zum Ansetzen der Flotte wird der farbstoffhaltige alkoholische Extrakt dann mit Wasser verdünnt. Laut D. Cardon kommen historisch wohl 2 – 8 Teile Wasser auf 1 Teil alkoholischen Extrakt.
Als ich dann meinen Extrakt verdünnte, fiel mir auf, dass sich die Flotte etwas eintrübte. Und schon drehten sich wieder die kleinen Chemie-Rädchen in meinem Kopf: Eine Trübung deutet immer darauf hin, dass etwas ausfällt (d. h. nicht mehr in Lösung bleibt). Das, was ausfällt, schwimmt als ganz ganz kleine, fein verteilte Partikel in der Lösung herum. Würde man lange genug warten (und vielleicht auch zentrifugieren), würden sich die ausgefallenen Partikel am Boden des Gefäßes sammeln.
Beim Verdünnen des alkoholischen Extraktes mit Wasser wird im Grunde dem Alkannin das Lösungsmittel wieder entzogen. Wenn mehr Wasser als Alkohol in der Flotte ist, hat das Alkannin keinen Grund mehr, in Lösung zu bleiben. (Das gleiche Prinzip (nur andersherum) wird bei der Aufreinigung von DNA verwendet – aber das würde jetzt zu weit führen).
Ich fragte mich: Bis zu welcher Konzentration Isopropanol bleibt Alkannin wohl in Lösung? Leider konnte ich nirgends Angaben dazu finden, und so kann ich nur meine Beobachtungen wiedergeben: Die Farbflotte wird nach dem Verdünnen leicht trüb.
Löslichkeit und Löslichkeitsgrenze: Versuch einer Erklärung.
Die Löslichkeit eines Stoffes gibt an, wie viel (also welche Menge) eines Stoffes in einem anderen (meist einer Flüssigkeit) vorliegt (z. B. 10 g Zucker in 250 mL heißem Tee, das funktioniert meist prima). Allerdings kann ich nicht beliebige Mengen Zucker im Tee auflösen, denn:
Die Löslichkeit hat eine Obergrenze. Wenn die erreicht ist, dann ist es nicht mehr möglich, noch mehr von dem Stoff in der Flüssigkeit zu lösen. Der feste Stoff bleibt dann als fester Bodensatz oder ganz ganz fein verteilt als Trübung in der Lösung. Ein Chemiker würde sagen, es liegen oberhalb der Löslichkeitsgrenze zwei Phasen vor, die feste und die flüssige. Um beim Beispiel zu bleiben: Meine Erfahrung sagt mir, dass ich z. B. nicht 250 g Zucker in 250 mL Tee auflösen kann. Ein großer Teil des Zuckers wird sich nicht lösen und in fester Form als Bodensatz liegenbleiben. Oberhalb des Löslichkeitsproduktes von Zucker bleibt ein Teil des Zuckers eben ungelöst. Die Lösung ist mit Zucker gesättigt.
Die Löslichkeitsgrenze ist zudem meist auch noch temperaturabhängig. In heißem Tee löst sich mehr Zucker als in kaltem (und schneller geht es auch noch).
Bezogen auf Alkannin und das Verdünnen der Flotte: Die Löslichkeitsgrenze für Alkannin in einem Alkohol-Wasser-Gemisch liegt viel niedriger als in reinem Alkohol. Ein Alkohol-Wasser-Gemisch ist also viel schneller „gesättigt“ mit Alkannin, als es bei reinem Alkohol der Fall ist. Alles, was oberhalb der Löslichkeitsgrenze liegt, fällt dann aus und trübt die Lösung.
Erste Versuche – pH-Abhängigkeit der Färbung
Als Erstes machte ich mich ein wenig mit Alkanna vertraut und versuchte, die besten Färbebedingungen herauszufinden. Frau Fischer hatte ja berichtet, dass sie im Sauren (mit Weinsäure) rötliche bis fliederfarbene Ergebnisse erzielt hatte, und dass Alkannin selbst bei Lösung in Ammoniak blau wäre (s. S. 147) Also setzte ich Mini-Flotten an, die jeweils unterschiedliche pH-Werte hatten.
Diese 3 Varianten habe ich untersucht:
- nur Farbstoffextrakt (neutral)
- Farbstoffextrakt mit Weinsteinrahm (sauer) (Frau Fischer hat 7% Weinsäure benutzt, mit Alaun gebeizt)
- Farbstoffextrakt und Weinsteinrahm, mit Pottasche alkalisch gemacht (ja, das mit dem Weinsteinrahm war nicht sehr schlau …)
Das Ergebnis war eindeutig: im Sauren geht der Farbton deutlich ins rötliche Lila, im Alkalischen eher ins Grau. Der lila Farbton sagte mir am meisten zu. Die Blaufärbung im Alkalischen konnte ich nicht bestätigen.
Eines muss ich aber sagen: Der Alkohol in der Luft ist doch recht unangenehm. Ich empfehle dringend, diese Färbung nur zu machen, wenn Du wirklich gut lüften kannst (oder am besten gleich draußen).
Die große Flotte – Färben von Baumwollstoff und Wolle
Nach diesen Vorversuchen hatte ich erst mal genug von dem Alkohol in der Luft, und meine erste Neugier war befriedigt. Bis ich eines Tages einen Workshop bei Elke von Still Garments machte, bei dem wir Baumwollstoffe färbten …
Voller Inspiration und mit dem Wissen, dass da irgendwo in einer Kiste im Keller doch noch ein Rest Alkanna liegt, wollte ich nun Baumwollstoff mit Alkanna färben und schauen, ob sich der Farbton von dem auf Wolle unterscheidet.
Vorgehensweise in Kurzfassung
Gewicht Baumwollstoff: 330 g
Gewicht Wolle (2. Zug): 100 g
Gewicht Alkannawurzel: 100 g (entspricht 30 % WOF / weight of fabric)
Den Baumwollstoff habe ich angefeuchtet und dann 4 d in Kaltbeize inkubiert, 1-2 x am Tag Stoff bewegt und durchgeknetet, um ihn gleichmäßig zu benetzen.
Alkannawurzel habe ich in 1 L Isopropanol (70 % (v/v)) für ca. 1 Monat extrahiert
Den Extrakt habe in den Färbetopf gegeben und mit ca. 5 L Wasser aufgegossen.
Anschließend habe ich den Stoff eingelegt, langsam auf 60–65 °C erhitzt, 1 h die Temperatur gehalten, dann abkühlen lassen.
Für den zweiten Zug mit Wolle habe ich die Alkannawurzel mit 300ml 70 % (v/v) Isopropanol übergossen und diese zweite Extraktion plus den Farbbeutel mit in die Flotte gegeben.
Ich habe naturbleichen, etwas robusten Baumwollstoff aus der Stoffkiste gezogen und vorbereitet, wie ich es bei Elke gelernt habe. Gewaschen war er schon, aber ich habe ihn auch nochmal mit Soda ausgekocht und gut gespült. Für das Beizen bin ich dann doch von Elkes Empfehlungen abgewichen. Ich habe eine große Tonne mit Kaltbeize in der Küche zu stehen, in der ich immer mal wieder etwas Wolle einlege, um immer einen ausreichenden Vorrat zu haben. Leider ist die Konzentration der Beize für Wolle höher als die für Stoff. Ich wollte aber nicht extra für den Stoff eine andere Konzentration ansetzen, und so legte ich meinen Stoff einfach in die höher konzentrierte Beize (sie war auch schon recht oft benutzt.)
Nach 4 Tagen nahm ich den Stoff aus der Beize, schleuderte ihn und ließ ihn trocknen. Erst vor dem Färben wurde er nochmal mit Wasser benetzt und damit gespült.
Und dann wurde es spannend. Immer wieder rührte ich im Topf, bei Baumwollstoff muss man ja zum Glück nicht aufpassen, dass er nicht filzt …anfangs noch etwas blass, wurde der Farbton aber zum Schluss etwas, was ich ein sehr sehr schönes Mauve nennen möchte.
Die einmal extrahierten Alkannawurzeln schienen mir noch viel Farbstoff zu enthalten, und ich hatte noch einen 300ml-Rest vom Isopropanol. Spontan entschied ich mich, die Wurzeln einfach noch einmal mit dem Rest Isopropanol zu extrahieren, diesen Extrakt zur Flotte zu geben und einen zweiten Zug anzusetzen, diesmal mit Wolle. (Ein Hoch auf die Kaltbeizetonne und vorgebeizte Stränge!)
Ich wählte die gleichen Bedingungen (60-65°C für 1h), und der Wollstrang kam mit fast dem gleichen Farbton raus.
Aus dem Stoff ist mittlerweile eine Tunika geworden, die ich bei meinen Faserexperimenten anziehen kann – sie hat große Taschen für Stifte, Kurzzeitwecker, Spindeln, Fasern und was ich sonst noch so brauche.
Fazit und abschließende Gedanken
Färben mit Alkanna gibt eine tolle Farbe.
Färben mit Alkanna ist eine Materialschlacht. Für 100 g Alkannawurzel brauchte ich 1 L Alkohol, um die Extraktion zu machen. Die Nachextraktion (die nochmal ordentlich Farbstoff herauslöste) brauchte ebenfalls entsprechende Mengen. Für sehr intensive Farben mit 100 % WOF bräuchte man noch viel mehr Isopropanol, weil die Wurzeln so volumninös sind. Der Alkohol ist nach dem Färben stark verdünnt und kann einfach über die Kanalisation entsorgt werden. Er ist zudem laut diesem Sicherheitsdatenblatt leicht biologisch abbaubar (zu finden unter 12.1).
Wenn ich so über die Löslichkeit und Alkanna nachdenke, dann fällt mir auf, dass die Angabe „WOF“ eigentlich voll ungenau ist. Denn es macht schon einen Unterschied für das Färbeergebnis, wie stark konzentriert eine Flotte ist (d. h. ob die benötigte Menge Farbstoff in 1L oder in 10 L Flotte schwimmt). Ich sehe da schon wieder ein Experiment auf mich zukommen …
Im Nachhinein betrachtet, könnte es interessant sein, erst einen wässrigen Extrakt zu machen und anschließend die Wurzelstückchen nochmal mit Alkohol zu extrahieren. Vielleicht beim nächsten Mal.
Literatur
D. Fischer „Naturfarben auf Wolle und Seide“. ISBN 3-8334-4691-9
D. Carbon „Natural Dyes“, ISBN 978-1-904982-00-5
Oh, schön, ein neuer Beitrag! Ich habe dieses Jahr auch zum ersten Mal mit Alkanna gefärbt, und zwar ganz einfach in Brennspiritus, der ja leicht und günstig zu bekommen ist.
Zuerst war ich ganz begeistert, aber weil die Wolle den Farbstoff förmlich aufgesogen hat, habe ich zu wenig gespült, so dass sowohl Schafwolle als auch Alpaka stark abfärbt.
Ich habe auf Schafwolle etwas stumpfere rotviolette Töne erreicht (noch nicht im Blog, weil es niemand liest) und auf Alpaka blauviolett:
https://festemaschen.wordpress.com/2023/02/17/alkanna-schminkwurz-das-lavendelblaue-wunder/
(Meine Hypothese war, dass dieser Farbunterschied vielleicht durch das Lanolin verursacht wird, was den Alpakas fehlt, in meiner handgewaschen Rohwolle aber noch recht reichlich vorhanden ist.)
Ich finde das Grau auch ganz reizvoll. Die ganz rechte Färbung im Alkalischen sieht beinahe neutralgrau aus, oder täuscht das? Bei diesen pH-Abhängigkeiten geht mir immer durch den Kopf, wie reversibel das ist (wenn ja, müsste man ja beim späteren Waschen den pH-Wert der Färbung einhalten).
Hi Cinzia,
ob das grau neutralgrau ist, weiß ich gar nicht.
Und sobald die ersten Säure- und Laugeflecken auf der Schürze sind, werde ich berichten, ob sich die Farbe geändert hat 🙂 . Da das Alkannin kein pH-Indikator ist, gehe ich mal davon aus, dass die Ursache für die pH-Abhängigkeit der Farbe nicht im Alkannin-Molekül selbst zu suchen ist. Vielleicht entsteht der Farbeindruck eher im Zusammenspiel mit den anderen Bestandteilen der Flotte, der Faser und vll auch der Beize. Es hat ja auch in organischen Lösungsmitteln eine etwas andere Farbe, und ich wüsste jetzt nicht, wie man den pH von Ethanol bestimmt (das dissoziiert ja nicht in OH- und H3O-Ionen). Sprich, die Farbe entsteht im Zusammenhang mit dem umgebenden Milieu (wäßrig oder organisch).