Çevre Dostu Doğal Boyalar

Çevre Dostu Doğal Boyalar

Yrd. Doç. Dr. Fazlı Akyüz / Deri Teknolojisi Programı - Tekstil, Giyim, Ayakkabı ve Deri Teknolojisi Bölümü - Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu - İstanbul Üniversitesi


Renkler, dünyamızdaki günlük deneyimlerin her yerindedir; hatta rüyalarda bile vardır. Çoğu kez objeleri, insanları ve yerleri (örneğin;, siyah kutu, kırmızılı kız, yeşil oda ve benzerleri) ayırt etmek ve işaret etmek için renkleri kullanırız. Renkler; "ak düşmek” ve "sararmak” gibi renk esaslı çok sayıda fiille dilimize bile girmenin yolunu bulmuştur. Geçen yüzyıl içerisinde, renkler hayatımızda giderek artan bir öneme sahip olmuşlardır. Dünyamızın ve günlük hayatımızın renklerle iç içe girdiğini düşünürsek, geçen yüzyıl içerisinde renklerin fiziği, fizyolojisi ve psikolojisi üzerine odaklanmış çok sayıda araştırmanın yürütülmüş olması şaşırtıcı olmamaktadır. Renkler yalnızca estetik açıdan değil aynı zamanda etkili olabilen anlamlar taşımalarından dolayı, arzu ve davranış açısından da önemlidirler. Pazarlamacılar marka imajı yaratmak, satın alıcının karar verme sürecini etkilemek ve müşterilerin duygu durumlarını değiştirmek için güçlü bir etkiye sahip olduklarını bilirler. Renkler rakip ürünlerin farklılığına ve ürünler hakkında olumlu ya da olumsuz duygular yaratmaya katkıda bulunurlar.

 

Boyama sanatı, medeniyetimiz kadar eskidir. Dünyanın farklı yerlerinde yapılan arkeolojik kazılar sırasında bulunan boyanmış tekstil kalıntıları antik medeniyetlerde boyamanın uygulanmasına yönelik kanıtları ortaya koymaktadır.

 

Doğal boyaların en büyük kullanım alanları olarak yün, ipek ve pamuk gibi doğal protein lifleri kadar gıda maddelerinin, derilerin renklendirilmesinde tarih öncesi çağlardan beri kullanıldığı bilinmektedir. Eskiden beri, tekstil maddelerini renklendirmenin gayesi sentetik renklendiriciler/ boyalar keşfedilip ticarete konu olana kadar doğal kaynaklı renkleri kullanarak gösterilmiştir. Zararlı kimyasal işlemler sayesinde petrokimyasal kaynaklardan sentezlenmiş olan hemen hemen tüm sentetik renklendiriciler çevre dostluğuna karşı bir tehdit oluşturmaktadırlar. 19. Yüzyılın sonuna kadar doğal boyalar tekstil maddeleri için ana renklendiriciler olmuştur. Son zamanlarda, doğal boyaların kullanımına yönelik ilgi sentetik boyalarla ilişkili toksik ve alerjik reaksiyonlara cevaben birçok ülke tarafından uygulamaya konulan sıkı çevresel standartların sonuçlarından dolayı hızlı bir şekilde artış göstermiştir.

 

1856’da, William Perkins kazara basit bir boya sentezlemiştir. Sentetik boyaların ilerlemesi ile birlikte, doğal boyaların kullanımı pazarın taleplerini karşılamada mevcut doğal boyaların başarısız olmasından dolayı olağanüstü bir azalma söz konusu olmuştur. Yaygın ve ticari olarak kullanılan sentetik boyalar kuvvetli renkler vermekle birlikte kanser hücreleri oluşturmakta ve bentik (deniz dip bölgeleri) fotosenteze neden olmaktadırlar.

 

Günümüz dünyasında sentetik boyaların aşırı kullanımından dolayı (yaklaşık olarak 10 milyon ton/yıl) kaynaklanan çevresel zararlardan dolayı çeşitli sanayilerce doğal renklerin kullanımına doğru artan bir talep söz konusudur. Sentetik boyalar ucuz petrol kaynaklarından üretilirler ve üstün haslık özellikleri gösterirler. Çok büyük miktarlarda sentetik boya kullanımı kirliliğe neden olmakta, çevrenin dengesini bozmakta ve insanlar için sağlık sorunlarına neden olmaktadır. Bu nedenlerden dolayı, Alman hükümeti sentetik boya üretimini yasaklayan ilk ülke olmuştur. Hollanda, Hindistan ve diğer bazı ülkeler de bu yasağı takip etmişlerdir. Günümüzde araştırmacılar beslenme ve giyim için alternatif boyalar bulmaya odaklanmışlardır. Bunun çevreyle dost, kolay bulunabilir, uygun fiyatlı ve hem gıda maddelerinde hem de dokumalarda kullanılması güvenilir olmalıdır. Tek alternatif yol, bitkisel ve hayvansal esaslı doğal boyalar kullanmaktır.

 

Bitki yaprakları, kökleri, kabukları, böcek salgıları ve minerallerden elde türetilen boyalar; 1856’da ilk sentetik boyanın keşfine kadar tekstillerin boyanması için insanoğlunun sahip olduğu tek boyalar idi. Doğal boyalar aynı boyar madde ile geniş renk nüansları ve tonları üretme yeteneğine sahiplerdir. Ancak sentetik boyaların keşfi ile doğal boyaların üstünlüğü, sentetik boyaların doğal boyalara göre renk haslığı, iyi yeniden elde edilebilir renk tonları, renk parlaklığı ve kullanım kolaylığı gibi bazı olumlu yönlere sahip olmasından dolayı kaybolmuştur.

 

Hızlı araştırma tekstil sanayinin sanayileşmesi ile desteklenen sentetik kimyada hızla yol alması sadece popüler doğal boyalara alternatif sentetiklerin gelişimine imkan sağlamakla kalmamış, aynı zamanda doğal boyaları kademeli olarak unutulmaya iten çeşitli renk ve tonlarda çok sayıda sentetik boyanın üretilmesine de izin vermiştir. Bununla birlikte, sentetik boyaların üretiminde ve kullanılmasındaki çevresel sorunlar 1990’larda doğal boyalara müşterilerin ilgisinin yeniden uyanmasına neden olmuştur. Doğal boyalarla boyanmış tekstil materyalleri çevre konusunda duyarlı tüketiciler tarafından tercih edilmektedir ve bugün böyle tekstil ürünleri için zengin bir pazar söz konusudur. Ancak doğal boyaların tekstil sektöründeki toplam payı üretimde ele alınan kullanıma hazır standart formların mevcut olmaması, makine kullanıma uygun olmaması ve sınırlı ve yeniden elde edilemeyen renk tonları gibi belirli teknik ve sürdürülebilirlik konularından dolayı yaklaşık olarak sadece %1’dir. Doğal boyalar tek başına yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilir olduklarından sürdürülebilir olmakla birlikte, gıda ve yem amaçlı ayrıcalıklı toprak kullanımı açısından tekstil sektöründen gelen büyük talebi karşılayabilecek imkâna sahip değildir. Ayrıca boyaları elde etmek için doğal kaynakların aşırı kullanımı ormanların tahrip edilmesi ve tehlike altındaki türleri tehdit etmekle sonuçlanabilir. Bu sebeplerden, Global Organik Tekstil Materyalleri Standardı (GOTS) sentetik boyaların kullanılmasına izin vermekte ve tükenme tehlikesi ile karşı karşıya olan türlerden doğal boyaların kullanılmasını yasaklamaktadır.

Sundukları çeşitli araştırma çalışmaları muazzam çevresel olumlu özellikler açısından doğal boyaların eksik yönlerinin üstesinden gelmek için tüm dünyada üstlenilmiştir.

 

Doğal boyalar herhangi bir kimyasal işlem uygulamadan doğal olarak oluşan kaynaklardan elde edilirler. Sarıdan siyaha kadar değişen bu doğal güzel renk yelpazesi bu kaynaklarda mevcuttur (Çizelge 1). Bu renkler çeşitli organik ve inorganik moleküllerle (pigmentler) ve bunların karışımları ışığın 400-800 nm’deki görünür bölgesindeki absorpsiyonundan kaynaklanır. Işığın bu absorpsiyonu renk veren pigmentin yapısına veya bileşenlerine bağlıdır / moleküller renklerin çokluğunu gözler önüne sermek için boya veren bitkide var olan kromoforları içerirler.

 

Doğal boyalar Color Indeks (C.I.)’te bir sınıf olarak gruplandırılmışlardır. C.I.’nın üçüncü cildinde 32 doğal kırmızı, 6 doğal turuncu, 3 doğal mavi, 5 doğal yeşil, 29 doğal sarı, 12 doğal kahverengi, 6 doğal siyah ve 1 doğal beyaz olarak listelenmiştir. Doğal boyalar karmaşık bir kimyasal bileşime sahiptirler. Sentetik boyalardan farklı olarak bunların genellikle tek bir oluşları yoktur ama yakın ilişkili kimyasal bileşiklerin bir karışımıdırlar.

Mevcut büyük bileşenler dikkate alındığında bunlar;

1. İndigo boyalar,

2. Antrakinon boyalar,

3. Naftokinon, Benzokinon boyalar,

4. Flavanoid boyalar,

5. Karotenoid boyalar,

6. Tanen esaslı boyalar olarak sınıflandırılırlar.

 

Sentetik boyaların kullanılması ticari açıdan göz alıcı renklerle uyumludur. Ancak insan derisi ve çevre için zararlıdır. Doğal boyaların tekstil materyallerinin bitim işlemlerinde farklı bitkilerden elde edilen doğal boyaların kullanılması iyi bir ışık haslığına sahip olup ayrıca insan derisinin sağlıklı kalmasına, alerjiden korunmasına ve dahi deri kanseri tehlikesini azaltmaya yardımcı olabilir.

 

Elde edilen boyalar biyolojik olarak indirgenebilir olup toksik değildir. Ayrıca doğal boyaların çoğu anti-bakteriyel özellik gibi tıbbi özelliklere de sahiptir.

 

Botanik bilgi, özütleme ve boyama işlemleri konusunda kesin teknik bilginin eksikliğinden dolayı doğal boyalar henüz sentetik boyalar kadar ticari bir başarıya sahip olamamışlardır.

 

Doğal Boyaların Avantajları

i. Doğal boyalar/renklendiriciler ile oluşturulan renk tonları genellikle yumuşak, parlak ve insan gözü için rahatlatıcıdır.

 

ii. Doğal boyalar karışım ve eşleştirme sistemi ile geniş bir renk yelpazesi oluşturabilirler. Boyama teknğindeki küçük bir değişim ya da aynı boya (poligenetik tip doğal boya) ile farklı mordantların kullanılması renkleri geniş bir renk yelpazesine dönüştürebilir ya da sentetik boyarmaddelerle kolayca mümkün olmayan toplamda yeni renkler yaratabilir.

 

iii. Doğal boyalar az rastlanan renk fikirleri verebilir ve otomatik olarak uyumlaştırılırlar.

 

iv. Sentetik boyalar için yenilenebilir olmayan temel ham maddelerden farklı olarak agro-enilenebilirlik/bitkisel esaslı ve aynı zamanda biyolojik olarak parçalanabilir olduklarından doğal boyalar genellikle yenilebilirdirler.

 

v. Harda, indigo gibi bazı durumlarda proses artığı zirai alanlarda kullanmak için ideal bir gübre olabilir. Bundan

dolayı bu doğal atığın deşarj sorunu yoktur.

vi. Birçok bitki atık alanlarında yetişmektedir. Nitekim atık alanı kullanımı doğal boyaların bir katma değeridir. Kına benzeri boyalar çay bahçelerinde konukçu olarak yetişmektedir. Böylece ilave bir maliyete ya da yetiştirilmeleri için çabaya gereksinim duymazlar.

 

vii. Bu emek yoğun bir sanayidir, dolayısıyla tekstil/gıda/ deri ve benzerlerinde bu boyaların işlenmesi, özütlenmesi ve kullanılmasıyla ilgili olan herkes için iş imkanları sağlar.

 

viii. Doğal boyaların kullanılması fosil yakıt (petrol) esaslı sentetik boyların tüketimini azaltmak suretiyle karbon kredisi kazanma potansiyeline sahiptir.

 

ix. Bileşenlerinden bazıları anti-alerjendir. Bundan dolayı deriyle teması güvenliğini kanıtlar ve çoğunlukla insan

sağlığı için zararlı değillerdir.

 

x. Sentetik boyalar zamanla solarken doğal boyaların bazıları zamanla güzelleşirler.

 

xi. Doğal boyalar akarlar ancak zerdeçal dışındakiler diğer dokumaları lekelemezler.

 

xii. Doğal boyalar çoğu kez güvelere karşı koyarlar ve çocuk giysileri ve gıda maddelerinin güvenliği için sentetik boyaların yerine kullanılabilirler.

 

Bu avantajlarına karşın, doğal boyalar kendi bünyelerinde bazı olumsuzları da taşırlar ki bunlar; tekstilleri boyama sanatının gerilemesinden sorumludur.

 

Doğal Boyaların Dezavantajları

i. Bu agro ürünler bir hasattan diğerine, bölgeden bölgeye ve türden türe, olgunlaşma dönemlerine vb. göre değiştiklerinden, doğal boyaları/renklendiricileri kullanmak suretiyle renkleri yeniden elde etmek zordur.

ii. Doğal boyama prosesi ve rengi geliştirme yalnızca renk bileşenine bağlı olmayıp aynı zamanda materyale de bağlı olduğundan doğal boyaları kullanmak için bir reçeteyi standartlaştırmak güçtür.

iii. Doğal boyama kalifiye çalışana gereksinim duyar ve bu nedenle pahalıdır. Düşük renk verimli kaynaktan elde edilen doğal boyalar daha fazla miktarda boya kullanılmasına, daha uzun boyama süresine ve mordanlar ve mordanlama için aşırı maliyete gereksinim duyar.

iv. Doğal boyamayla ilgili bilimin büyük bir kısmının bilimsel kapsamının hala keşfedilmesine gerek vardır.

v. Özütleme ve boyama teknikleri konusunda kesin teknik bilgi mevcudiyetindeki eksiklik vardır.

vi. Boyanmış tekstil güneş ışığına, tere ve havaya maruz kaldığında renk değiştirebilir.

vii. Küçük istisnalar dışında hemen hemen tüm doğal boyalar kendilerini tekstil materyali üzerine bağlayacak mordanların kullanılmasına ihtiyaç duymaktadır. Boyama yapılırken, mordanın sonraki porsiyonu bakiye boya banyosunda tüketilmeden kalır ve bu ciddi atık su deşarj sorunları doğurabilir.

viii. Birkaç küçük istisna dışında doğal boyaların birçoğu bir mordanla birlikte kullanıldığında bile geçici bir renk verir. Bundan dolayı, bazen renk haslığı performans değerleri modern tekstil kullanımı için yetersiz kalır.

Kaynakça

Séquin-Frey, M., (1981), The Chemistry of Plant and Animal Dyes, J.of Chemical Education, 58 (4): 301-305.

http://homepages.gac.edu/~jimholte/documents/JCE1981p0301.pdf Grossman, R. P. and Wisenblit J. Z. (1999), What We Know About Consumers’

Color Choices. Journal of Marketing Practice, 5(3): 78-90.

Singh, S., (2006), Impact of Color on Marketing, Management Decision, 44(6): 783-789.

Samanta, A.K., and Agarwal, P., (2009), Application of Natural Dyes on

Textiles, Indian Journal of Fibre and Textile Research, 34: 384-399.

Labrecque, L.I., (2010), The Marketer’s Primatic Palette: Essays on the Importance of Color in Marketing with Implications for Brand Personality,

Doctorate Thesis, Isenberg School of Management, University of Massachusetts.

Chengaiah, B., et al., (2010), Medicinal Importance of Natural Dyes, Int. J. of Pharm tech Research, 2(1): 144-154.

http://sphinxsai.com/sphinxsaivol_2no.1/pharmtech_vol_2no.1/Pharm-Tech_Vol_2No.1PDF/PT=24%20(144-154).pdf)

Kumerasan, M., et al., (2012), Application of Eco-Friendly Natural Dye on

Cotton using combination mordants, Indian Journal of Fiber and Textile Research, 37: 194-198.

Meena Devi, V.N. et al (2013), Annatto: Eco-friendly and Potential Source for Natural Dye, International Research Journal of Pharmacy, 4(6): 106-108.

Saxena, S. and Raja, S.M., (2014), Natıral Dyes: Sources, Chemistry, Application and Sustainability Issues, Roadmap to Sustainable Textiles and Clothing Eco friendly Raw Materials, Technologies and Processing Methods, Muthu, S.S. (ed.).






Kaydet