Een paar jaar na de ontdekking van het eerste pigment uit teer is de productie van kleurstoffen uitgegroeid tot een enorme industrie, die vooral aan de Europese rivieren is gevestigd.

© Badische Anilin- und Soda-fabrik in ludwigshafen (BASF, 1881) & shutterstock

Teer vormde startschot voor kleurenfestijn

In 1856 doet een jonge Brit een verbluffende ontdekking: aan teer onttrekt hij een synthetische kleurstof die mooier en goedkoper is dan de kleuren die de natuur biedt. Daarmee begint het grootste kleurenfestijn in de geschiedenis.

4 februari 2016 door Therese Boisen Haas

Chemische kleurstof bij toeval ontdekt

Onder in de reageerbuis zit een klonterige, roodbruine substantie. De 17-jarige William Henry Perkin kijkt er teleurgesteld naar en spoelt het buisje dan om in een afwasteil – in zijn kleine thuislab heeft hij geen stromend water.

Het is Pasen 1856. William staat bij zijn werktafel op de derde verdieping van zijn huis in de Londense wijk East End, omringd door schaaltjes en flessen met resten chemische vloeistoffen. Als hij de buis afdroogt, ziet hij dat zijn theedoek een schitterende paarse kleur krijgt.

William staat perplex. Het was juist zijn bedoeling om het kleurloze kinine te maken, waarmee malaria behandeld wordt. Niet dit gekleurde goedje.

De olieachtige stof die hij gebruikt heeft, is allyltoluidine en wordt uit teer gewonnen. William besluit het nog eens te proberen met aniline, dat ook uit teer afkomstig is.

Hij voegt kalium-dichromaat toe en verhit de reageerbuis, zodat de vloeistof verdampt.

Er blijft een zwarte substantie over. Rijp voor de prullenbak – alweer. Maar William gooit het residu niet weg. Zijn nieuwsgierigheid is gewekt, en hij giet water in de buis en warmt dit weer op.

Het zwarte spul lost op en het water in de buis kleurt prachtig paars. William heeft per ongeluk de eerste synthetische kleurstof ter wereld gemaakt.

Niemand, en zeker niet William, kan zich voorstellen waartoe deze ontdekking leiden zal. Het paarse kleurtje legt de kiem voor een geheel nieuwe tak van wetenschap en voor de chemische industrie, die de wereld zal veranderen en het leven van een hoop mensen makkelijker zal maken.

Industrie heeft zijn intrede gedaan

Perkins ontdekking van de kleurstof uit teer in 1856 kwam op het juiste moment, want in Europa, en vooral in Groot-Brittannië, was de industrialisatie in volle gang.

Fabrieken vol met machines schoten als paddenstoelen uit de grond, en verbruiksgoederen die iedereen nodig had, konden opeens in massa worden geproduceerd voor een zeer lage prijs.

Vooral de Britse textielindustrie was gebaat bij de nieuwe uitvindingen. Mechanische spinmachines en weefgetouwen produceerden enorm veel textiel.

Maar ongebleekt katoen was gelig grijs – geen kleur waar de mensen graag in liepen. De stof moest in de zon worden gebleekt en dan geverfd. Het bleken nam heel veel tijd en ruimte in beslag.

En voor het verven waren uit planten en dieren gewonnen pigmenten nodig. Gelukkig had de natuurwetenschap al een oplossing voor het bleken gevonden: met chloor werd het proces aanmerkelijk versneld.

Dat de wetenschap nog meer voor de industrie zou kunnen betekenen, kwam echter niet bij de Britse fabriekseigenaren op. Zij wilden geen geld uitgeven om allerlei excentrieke lieden met potjes en buisjes te laten rommelen zonder enige garantie voor een bruikbaar resultaat.

Tegelijk creëerde de industrialisatie een ernstig afvalprobleem, want bij de productie van stadsgas en cokes ontstond heel veel teer als restproduct. Die teer was goeddeels onbruikbaar.

Gasfabrieken loosden de substantie op rivieren, waar de kleverige zwarte massa al het leven verstikte. Ook werd het verzameld in teerputten, waar het bleef bubbelen zonder te stollen.

Totdat de 17-jarige William Henry Perkin de verborgen kwaliteiten van teer ontdekte.

Duitsers zetten in op scheikunde

Perkin was lang niet de enige die teer bestudeerde. De Duitse scheikundige Justus von Liebig probeerde al jaren er een toepassing voor te vinden.

Aan de universiteit van Giessen veranderde hij de scheikunde in een zelfstandige discipline – tot dan toe was het maar een bijvak van de studie geneeskunde.

Hij richtte een laboratorium in, waar de studenten moesten leren ‘chemische kwesties op te lossen en de erbij optredende problemen te overwinnen, zodat ze leren denken in termen van chemie’.

Liebigs manier van lesgeven was een succes en vond navolging in heel Duitsland, want de Duitse deelstaten waren gul met steun aan onderwijs dat tegemoetkwam aan de vraag van de industrie naar nieuwe wetenschappers.

Hoe anders was dat in Groot-Brittannië. Bij een rondreis door dit land in de jaren 1840 had Von Liebig zelf kunnen vaststellen dat het ‘duidelijk niet het land van de wetenschap’ was en zich in een zorgwekkende toestand van ‘willekeurig amateurisme’ bevond.

Dat pijnlijke oordeel zette enkele Britse industriëlen ertoe aan in 1845 in een particuliere opleiding voor scheikundigen te investeren: het Royal College of Chemistry.

Als docent stelden ze de Duitser August Wilhelm von Hofmann aan, de assistent van Von Liebig. Hij zou de leermeester worden van de eerste generatie Britse scheikundigen.

Von Hofmann had in Duitsland van zijn baas een belangrijke taak gekregen: de mysterieuze teer onderzoeken.

De twee mannen waren ervan overtuigd dat teer een samengestelde stof was die koolstof, zuurstof, waterstof, stikstof en zwavel bevatte; de overige componenten waren nog niet bekend.

Von Hofmann wist echter aniline uit teer te isoleren en was nog steeds bezig met de zwarte stof toen Von Liebig hem naar Londen stuurde. Hier ontmoette hij een uiterst getalenteerde Britse jongen.

Jonge Britse sterscheikundige

William Perkin liep alles af wat Londen te bieden had aan scheikundeonderwijs. Op zijn twaalfde kwam hij terecht op de enige middelbare school in de stad waar scheikunde werd gegeven.

Zijn leraar raadde hem aan lessen te volgen bij een collega die lesgaf op het London Hospital aan de Whitechapel Road.

Elke zaterdagmiddag luisterde Perkin gretig naar alles wat hem in het auditorium verteld werd, totdat zijn twee leraren zijn vader, een rijke ambachtsman, ertoe overhaalden om de jongen in te schrijven bij de pas geopende scheikundeopleiding, het Royal College.

Perkin senior, die eigenlijk hoopte dat zijn zoon architect werd, capituleerde en trok zijn portemonnee. Op de vakschool had Von Hofmann al snel door dat hij met een bijzonder talent van doen had.

Maar de Duitse docent stond onder druk van zijn Britse investeerders: de school had nog niet één baanbrekend resultaat voor de industrie voortgebracht en verkwanselde het geld aan nutteloze pogingen om atomen en moleculen in kaart te brengen.

De geldschieters dreigden hun steun in te trekken, en uit wanhoop gaf Von Hofmann zijn beste student dan maar de opdracht kinine te synthetiseren. Dat was een slimme zet. Het Britse Rijk had duizenden ambtenaren en soldaten in de tropen gestationeerd, waar voortdurend malaria dreigde.

Kinine, dat wordt gewonnen uit de bast van de kinaboom, was een kostbaar medicijn. Als Von Hofmann erin zou slagen om deze stof kunstmatig te produceren, zat de school gebeiteld.

Met Pasen 1856 ging Von Hofmann op vakantie in Duitsland, terwijl Perkin thuis aan de slag ging met aniline.

Vorstinnen kiezen voor paars

Toen Perkin de helderpaarse kleur op zijn doek zag, had hij het gevoel dat hij wel eens een belangrijke ontdekking kon hebben gedaan.

Met zijn broer Thomas en een medestudent maakte hij meer van het synthetische paars, dat hij naar een ververij in Schotland stuurde. De reactie was veelbelovend.

‘Als uw product de goederen niet te duur maakt, is het een van de meest waardevolle ontdekkingen in lange tijd. Er is voor alle soorten stoffen veel vraag naar deze kleur, die tot nu toe niet in duurzame kwaliteit te krijgen was voor zijde en slechts tegen hoge prijzen voor katoen,’ schreef de ververij.

Perkin was overtuigd. Hij verliet het Royal College en begon zijn eigen fabriek. De kleur die hij had ontdekt, noemde hij mauveïne, naar de bloem van het kaasjeskruid, Malva.

William Perkin stond voor gigantische uitdagingen, waarvoor veel mensen zouden zijn teruggedeinsd. De fabriek die hij voor ogen had, was ongekend. Als 18-jarige moest hij het procedé bedenken en de machines bouwen.

Niemand wilde investeren in zo’n onzeker project, en als hij langskwam met zijn proefmonsters, bedankten de conservatieve ververijdirecteuren vriendelijk.

Bovendien schold zijn docent August Wilhelm von Hofmann hem de huid vol omdat hij een glansrijke academische carrière vergooide voor een bestaan als zakenman.

Maar Perkin zette door en meende dat hij het vak van fabrikant wel kon leren van meer ervaren mensen. Met een jeugdige overmoed en koppigheid kreeg hij zijn vader zover dat deze zijn hele vermogen in de onderneming stak, die de naam Perkin & Sons kreeg.

Een jaar na de ontdekking in zijn thuislab opende Perkin zijn fabriek in Greenford ten westen van Londen. De verkoop liep echter niet.

De ververijen konden niet uit de voeten met de nieuwe kleurstof. Perkin, die al de productie én de verkoop deed, moest nu ook de ververs leren hoe mauveïne te gebruiken.

Dat Perkins paarse pigment toch een succes werd, was te danken aan Eugénie de Montijo, de kersverse bruid van de Franse keizer Napoleon III.

De jonge, elegante keizerin met haar onbeperkte kledingbudget had ontdekt dat haar ogen het beste uitkwamen bij de kleur purper.

Ze gaf haar voorliefde voor purper door aan de Britse koningin Victoria, die in 1858 een paarse japon droeg op de bruiloft van haar dochter.

Twee jaar na Perkins ontdekking van het synthetische paars was deze kleur in heel Europa in de mode.

© m. evans/scanpix

Ruzie op wereldtentoonstelling

De koningin zette een trend. In heel Europa wilden vrouwen paars dragen, en alleen Perkin kon de grote vraag aan.

Met mauveïne geverfde stoffen gingen als warme broodjes over de toonbank, en de kranten in Londen grapten dat de ‘paarse ziekte’ zich als ‘purperkleurige mazelen’ door de stad verspreidde.

Perkin en zijn concurrenten hadden intussen meer kleuren aan teer weten te onttrekken en Von Hofmann was wat bijgedraaid. Toen de Duitser in 1862 de wereldtentoonstelling in Londen mocht openen, maakte hij van de gelegenheid gebruik om te vertellen over het nieuwe tijdperk dat was aangebroken.

‘De scheikunde behoort nu tot de top van de technische wetenschap,’
verklaarde hij en wees naar een vitrine. Hier lagen zijde, kasjmier en andere
geverfde materialen – in de prachtigste kleuren die het oog ooit aanschouwd had: purper, scharlaken, violet, roze en blauw van het lichtste azuur tot het diepste kobalt. Ernaast lagen de pigmenten zelf – poeders gemaakt uit teer.

‘Met teer kunnen we elke natuurlijke kleurstof vervangen, die we tot nu toe slechts met moeite aan insecten, schors, bloemen en wortels konden onttrekken,’ voorspelde Von Hofmann trots.

Daarop klonken de eerste protesten uit het publiek. Ene James Mansfield zei boos: ‘Dit zijn kunstmatige kleuren, en ten overstaan van de hele wereld zeg ik u dat deze kleuren onnatuurlijk zijn. Ze lijken wel fris, maar zijn smakeloos als goedkope kopieën. En ik vraag u als Engelsen: hebben wij nog cultuur of zijn we als negers, die glazen kralen om hun nek hangen en hun goede ivoor verruilen voor oude troep?’

Mansfield gooide de kont tegen de krib omdat de 322 Britse bedrijven die jaarlijks 6000 ton blauwe verf produceerden op grote indigoplantages in de kolonie India nu ten dode opgeschreven waren.

Van Hofmann probeerde zijn speech af te sluiten met een bemoedigend vooruitzicht: ‘In de nabije toekomst zal Engeland ongetwijfeld een toonaangevend exporteur van pigmenten worden.’ Maar daar had hij het lelijk mis.

Brits octrooibureau werkt te traag

De Duitse inzet op chemie begon zijn vruchten af te werpen. Niet alleen bekleedden Duitse scheikundigen bijna alle topposities en professoraten in Groot-Brittannië, Duitsland had ook een snelgroeiende kleurenindustrie opgebouwd.

Dat was mede mogelijk doordat Duitsland de octrooiwetgeving niet respecteerde, dus al had Perkin mauveïne veiliggesteld met het Britse octrooi 36140, de Duitsers kopieerden het onbekommerd.

En abonnees van het wetenschapsblad The Scientific American konden in het januarinummer van 1864 gewoon lezen hoe mauveïne werd gemaakt, inclusief tips om de tint te variëren: ‘Voeg een kleine hoeveelheid zoutzuur toe voor een
dieper violet, en wat meer voor blauw.’

In heel Europa en de VS gingen scheikundigen experimenteren met aniline en andere substanties uit teer, dat op allerlei manieren chemisch werd bewerkt om er nieuwe kleuren aan te ontlokken.

Naarmate hij meer concurrentie kreeg en de kleur paars weer wat uit de mode raakte, richtte Perkin zich op het vinden van een chemische versie van alizarine, een rode kleur die uit de plant meekrap gewonnen werd. Wat Perkin niet wist, was dat de Duitse kleurenproducent BASF hier ook juist mee bezig was.

Perkin had in 1869 enkele maanden vóór BASF succes. Hij was dan ook geschokt toen de Duitse aanvraag voor een wereldwijd octrooi een dag eerder werd gehonoreerd dan zijn aanvraag bij het octrooibureau in Londen.

Voor één keer maakte de anders zo beheerste Perkin zich kwaad. Door het getreuzel van het Londense bureau was de concurrentiepositie van Groot-
Brittannië er flink op achteruit gegaan.

Als troost gaf BASF hem het exclusieve recht om in zijn eigen land alizarine te produceren, maar de slag was verloren. In 1879 had het Duitse Keizerrijk 17 teerverffabrieken, tegenover zes Britse.

Duitsland had talrijke topscheikundigen. Bovendien keerden veel geëmigreerde Duitse chemici terug naar huis, waar de lonen en arbeidsvoorwaarden beter waren.

Perkin gaf zich gewonnen. In 1873 verkocht de inmiddels 35-jarige Britse sterchemicus zijn bedrijf om zich weer aan het laboratorium te wijden.

Duitsland gaat aan kop

Terwijl meekrapkwekers in heel Europa failliet gingen, werd synthetisch rood een van de belangrijkste producten in de Duitse kleurenindustrie, die steeds groter werd.

Er was veel concurrentie, en alleen de beste firma’s overleefden. Drie fabrieken kwamen bovendrijven: Bayer & Co., Hoechst en BASF, die alle begin jaren 1860 werden opgericht.

Lang voor de wereldtentoonstelling in Londen in 1862 had de koopman Friedrich Bayer al een proefmonster van Perkins mauveïne bemachtigd.

Bayer, de zoon van een wever, had in Barmen bij Wuppertal een klein bedrijf in natuurlijke kleurstoffen, maar het was zijn droom ooit zelf synthetische pigmenten te produceren.

Zijn klanten lachten hem erom uit, maar in de bar van het plaatselijke Hotel zur Pfalz ontmoette hij Friedrich Weskott, die hem serieus nam.

Weskott had een katoenververijtje, en al snel experimenteerden de twee nieuwe vrienden in Weskotts keuken met het maken van anilinepigmenten. De formule was geen industrieel geheim, en na een half jaar hadden ze het procedé uitgedokterd.

In 1862 schreef de ondernemende Bayer aan zijn klanten dat hij een anilineverffabriek opende. Hij zei er niet bij dat de fabriek maar één medewerker had en dat zijn vrouw de administratie deed.

Maar voor het jaar om was, had Bayer 12 werknemers in dienst en een bekwame scheikundige, die het assortiment met fuchsinerood, groen en zes tinten blauw uitbreidde.

Drie jaar later had hij drie fabrieken en was Duitsland de toonaangevende kleurstoffenleverancier. Als laatste kleur in het magische teerpalet werd in 1897 de ‘kleur van de koning’ gemaakt – het diepblauwe indigo.

Er gingen 20 jaar onderzoek en miljoenen rijksmark aan vooraf, betaald door BASF. Gelukkig was de markt dol op indigo, dus de investering werd in korte tijd terugverdiend.

Perkin wordt als held onthaald

In 1906 – 50 jaar na de ontdekking van mauveïne – ging de bejaarde Perkin met zijn vrouw en dochter naar de VS.

Hij was uitgenodigd door vooraanstaande wetenschappers, politici en vertegenwoordigers van de chemische industrie, die hem wilden bedanken.

Niet alleen had hij de basis gelegd voor de lucratieve kleurenindustrie, zijn werk had ook grote vooruitgang mogelijk gemaakt op het gebied van onder meer medicijnen, springstoffen, fotografie en drukwerk.

Dagenlang werd hij geëerd met diners, lovende woorden en onderscheidingen. Het enige wat een bittere nasmaak gaf, was het feit dat Duitsland de eigenlijke winnaar was van de chemische wedloop. Maar daar zou al snel verandering in komen.

In 1914 beval keizer Wilhelm II de Duitse kleurenindustrie om voortaan springstoffen en gifgas te produceren.

Tegelijk liet hij de export van pigmenten stopzetten. Op die manier wilde hij een vernietigende crisis teweegbrengen in de textielindustrie van de vijand.

Plotseling moesten Franse en Britse kledingfabrikanten het stellen zonder de schitterende, wasechte kleuren. De strategie had echter een averechts effect.

Groot-Brittannië en de VS gingen zelf kleurstoffen produceren en maakten zo een einde aan de Duitse koppositie.

Bekijk ook ...