Poliesteri Boyamaya Elverişli Bitkilerin Belirlenmesine İlişkin Sonuçlar

verimi (K/S) ve CIE L*a*b* sonuçları ve boyanmış numunelere ait fotoğraflar Tablo 4.1’de verilmektedir.

Tablo 4.1: 30 farklı bitkiyle yapılan boyama işlemlerine ait renk verimi (K/S) ve CIE L*a*b* sonuçları ile boyanmış numunelere ait fotoğraflar

14

Tablo 4.1’de verilen gerek renk verimi (K/S) değerleri gerekse de boyanmış numunelere ait fotoğraflar incelendiğinde bitkilerin poliesteri boyayıp-boyamama özelliklerine göre üç grup altında toplanabileceği söylenebilir. Bazı bitkiler poliesteri hiç boyamaz ya da hafifçe kirletirken (renk verimi değerleri 0,65’den küçük olanlar), bazıları düşük renk verimi (renk verimi değerleri 0,65 ile 1,65 arasında olanlar), bazıları ise oldukça yüksek renk verimi (renk verimi değerleri 1,65’den büyük olanlar) sağlayacak şekilde boyayabilmektedir. Bu gruplandırmaya göre bitkilerin sınıflandırılması Şekil 4.1’de şematik olarak gösterilmektedir.

Şekil 4.1: Çeşitli bitkilerin poliester liflerini boyayıp-boyamama durumuna göre sınıflandırılması

Tablo 4.1’de elde edilen renkler incelendiğinde, poliesteri boyayan bitkileri verdikleri renge göre şu şekilde sınıflandırmak mümkündür;

 Sarı ve tonları: adaçayı, aspir, helile, huş ağacı, nar kabuğu, okaliptus, kekik, ravent, zerdeçal

 Kırmızı ve tonları: kök boya

 Mavi ve tonları: havaciva ve indigo

 Yeşil ve tonları: kına

 Bej ve kahve tonları: ceviz kabuğu, kat-hindi, kestane ve soğan kabuğu

Söz konusu bitkilerin poliester liflerini neden boyadığını anlamak için bu bitkilerin yapısındaki renk veren grupların neler olduğunun aydınlatılması gerekmektedir. Literatür incelendiğinde bu amaçla çeşitli çalışmalarda yüksek performans sıvı kromotografisi (HPLC), ince tabaka kromotografisi (TLC), yüksek performans ince tabaka kromotografisi (HPTLC), kütle spektroskopisi gibi tekniklerin kullandıldığı görülmektedir. Poliester lifleri üzerinde 30 farklı bitki ile yapılmış boyama denemeleri sonucunda poliester liflerini doğrudan (liflerde kimyasal modifikasyona veya boyamada mordan kullanımına gerek olmadan) boyayabilen bitkilerin yukarıda belirtildiği üzere adaçayı, aspir, helile, huş ağacı, nar kabuğu, okaliptus, kekik, ravent, zerdeçal, kök boya, havaciva ve indigo, kına, ceviz kabuğu, kat-hindi, kestane ve soğan kabuğu olduğu tespit edilmiştir. Kapsamlı bir literatür araştırması yapıldığında bu bitkilerin Tablo 4.2’de verilen ana renklendiricileri içerdiği saptanmıştır.

15

Tablo 4.2: Poliesteri boyayabilen bitkilerin içerdiği ana renklendiriciler

(Cardon 2007, Dweck 2009, Ferreira ve ark. 2004, Ozgokce ve Yılmaz 2003, Räisänen 2002, Sabnis 2007, Savvidis ve ark. 2014, Saxena ve Raja 2014, Shahid ve ark. 2013, Siva 2007)

Poliester liflerini boyayabilen bitkilerin yapısında bulunan ana renklendiricilerin kimyasal formülleri Şekil 4.2’de verilmektedir.

Şekil 4.2: Poliesteri boyayabilen bitkilerin içerdiği ana renklendiricilerin kimyasal formülleri (Cardon 2007, Dweck 2009, Ferreira ve ark. 2004, Ozgokce ve Yılmaz 2003, Räisänen 2002, Sabnis

2007, Savvidis ve ark. 2014, Saxena ve Raja 2014, Shahid ve ark. 2013, Siva 2007)

Şekil 4.2 incelendiğinde poliester liflerini boyamada iyi sonuç veren bitkilerin kimyasal yapılarının dispers boyarmaddelere benzerlik gösterdiği dikkati çekmektedir.

Bilindiği gibi dispers boyalar poliester liflerinin boyanmasına en elverişli boyarmadde sınıfıdır. Bu boyalar ile poliester lifleri arasında van der Waals çekim kuvvetleri ve dipol-dipol etkileşimlerinin yanı sıra, boyaların yapısındaki -OH gruplarının hidrojen atomu ile poliester liflerinin yapısında bulunan ester grubunun O atomu arasında hidrojen köprüleri üzerinden etkileşim oluşacağı söylenebilir. Dolayısıyla bu boyaların poliester liflerini boyamada doğrudan iyi sonuç vermiş olması doğaldır.

Sarı ve tonları

Adaçayı Luteolin Kırmızı Kök Boya Alizarin

Aspir Carthamine Mavi Havaciva Alkannin

Helile Tannik asit İndigo İndigotin

Huş Ağacı Myricetin, Quercetin

Yeşil Kına Lawsone

Nar Kabuğu Ellagic asit

Bej ve Kahve Tonları

Ceviz Kabuğu Juglone Okaliptus Quercetin, Rutin Kat-hindi Catechin

Kekik Thymol Kestane

Kabuğu

Castalagi Ravent Chyrsophanol Soğan Kabuğu Quercetin n Zerdeçal Curcumin

16

Elde edilen rengin yanı sıra boyamacılık açısından büyük önem taşıyan bir faktör de haslıklardır. Bu nedenle, poliesteri boyadığı tespit edilmiş olan 17 farklı bitkiyle mordan kullanılmadan yapılan boyamaların yıkama, sürtme ve ışık haslığı değerleri de test edilmiş olup, sonuçlar Tablo 4.3’de verilmektedir.

Tablo 4.3: Poliesteri boyadığı tespit edilen 17 farklı bitkiyle yapılan boyama işlemlerine ait yıkama, sürtme ve ışık haslığı değerleri

Tablo 4.3 incelendiğinde seçilen bitkilerin zerdeçal ile kat-hindi hariç hepsinin yıkama haslıklarının çok yüksek olduğu, zerdeçal ile kat-hindinin ise orta-iyi seviyelerde yıkama haslığına sahip olduğu görülmektedir. Tablo 4.1’den görülebileceği gibi poliester liflerini en yüksek renk veriminde boyayan iki bitki zerdeçal ile kat-hindi olmuştur. Bilindiği gibi yaş haslıklar boyanın yapısının yanı sıra boyama koyuluğuna bağlıdır ki; diğer bitkilere göre 3 ila 10 kat daha yüksek renk verimi sağlamış olan kat-hindi ve zerdeçal bitkileriyle yapılan boyamaların yıkama haslıklarının daha düşük çıkmış olması doğaldır.

Tablo 4.3’den boyanmış numunelerin kuru sürtme haslıklarının iyi ila çok iyi, yaş sürtme haslıklarının ise orta ila iyi seviyelerde olduğu görülmektedir. Yalnız kat-hindi, kına ve kök boya ile yapılan boyamaların kuru sürtme haslıkları orta, yaş sürtme haslıkları ise düşük çıkmıştır. Işık haslıkları ise helile ile yapılan boyamada iyiyken; okaliptus ve kına ile yapılan boyamalarda orta, diğer bütün bitkilerle yapılan boyamalarda kötüdür. Ancak ışık haslıkları bu çalışmada bir kriter olarak değerlendirilmemektedir. Zira doğal boyamacılığın temel bir sorunu olan ışık haslığı sorununu çözmek pek mümkün değildir. Zira ışık haslığı boyanın kromofor grubunun yapısına bağlı bir parametre olup, değiştirilemez bir karakteristiktir. Boyama sonrası yapılacak bir takım ard işlemlerle (UV absorblayıcı madde aplikasyonu gibi) ışık haslıklarını 1-2 ila 1 puan arttırmak mümkün olsa da, gerek çok büyük bir değişim sağlamaması gerekse de doğal boyayla boyadıktan sonra kimyasal bir işlem yapılmasının çok uygun olmayacağı gerekçesiyle ışık haslıkları geliştirilmeye

17

çalışılmamıştır. Ancak ışık haslıklarının düşük olacağı dikkate alınarak çalışmada hedef ürün grubu olarak kışlık giysilerde kulanılacak olan poliester materyal seçilmiştir. Böylece ışık haslığı söz konusu ürün grubu için çok kritik bir parametre olmadığından, dezavantaj ortadan kalkmaktadır.

Tablo 4.1’de verilen fotoğraflardan da görülebileceği gibi mordan kullanılmadan poliester lifleri üzerinde bitkilerle en fazla elde edilebilecek renkler;

sarı, bej ve kahve tonlarıdır.

Sarı renk için adaçayı, aspir, helile, huş ağacı, nar kabuğu, okaliptus, kekik, ravent ve zerdeçal olmak üzere 9 farklı alternatif bulunsa da boyacılık açısından önemli olan öncelikle elde edilen rengin doygunluğu ve nüansıdır. Bu yaklaşımla bakıldığında verdiği renk tonu açısından net bir sarı sağlayan zerdeçal bitkisidir.

Renk verimi açısından da diğerlerine göre çok daha yüksek bir verim sağlamıştır. Bu nedenle, sarı renk eldesi için en uygun olan alternatifin zerdeçal olduğu söylenebilir.

Ancak sağladığı renk verimi ve rengin nüansının ötesinde seçilecek bitkinin teminin kolay olması ve fiyatı da büyük önem taşımaktadır. Temin edilebilirlik açısından değerlendirme yapılacak olursa, bu dokuz bitki arasında en kolay erişilebilirlik ve en yaygın üretime sahip olanın zerdaçal bitkisi olduğu söylenebilir. Bu bitkinin kg. fiyatı ise 35 TL civarlarındadır. Dolayısıyla fiyat açısından da (birim miktarının sağladığı renk verimi de göz önünde bulundurulduğunda) en avantajlı olanın zerdeçal olduğu söylenebilir. Tüm bu sonuçlara dayanarak gerek erişilebilirlik, gerek elde edilen renk verimi gerekse de elde edilen rengin nüansı açısından poliester liflerinde sarı renk eldesi için en ekonomik bitkinin zerdeçal olduğuna karar verilmiştir.

Tablo 4.1 incelendiğinde poliester lifleri üzerinde yüksek renk veriminde kırmızı ve yeşil renk tonlarını veren bitkilerin sırasıyla sadece kök boya ve kına olduğu görülmektedir. Gerek başka bir alternatifin var olmaması gerekse de yüksek renk verimi sağlamaları dikkate alındığında bu bitkilerin poliester liflerinde kırmızı ve yeşil renk eldesi için kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.

Tablo 4.1 incelendiğinde mavi ve tonlarını veren bitkilerin havaciva ve indigo olduğu görülmektedir. Havaciva ile elde edilen renk tam bir mavi olmayıp grimsi bir mavidir. Bu durumda indigo poliester üzerinde net bir mavi eldesi için tek seçenektir.

Ancak indigonun diğer doğal boyalardan farklı olarak çözülür hale getirilmesi için bazik ortamda indirgeme işlemine ihtiyaç duyması bu boyanın diğerleriyle bir arada karışım halinde kullanılmasını engellemektedir. Bu nedenle, ara renklerin eldesi ancak birinci banyoda indigo ile mavi renkte boyama yapıldıktan sonra ikinci banyoda üzerine sarı veya kırmızı renk veren bitkilerle boyama yapılarak elde edilebilecektir.

Bu noktada tek banyoda trikromi boyamalar yapılmak istendiğinde havaciva bitkisinin indirgeme işlemine gerek duymadan doğrudan kullanılabilir olduğu hususunun hatırlanması gerektiğini belirtmekte yarar vardır. Zira havacivanın verdiği mavi renk kabul edilebilir olduğu durumda, trikromi boyama için indigoya kıyasla daha iyi bir alternatif olacaktır.

Tablo 4.1 incelendiğinde bej ve kahve tonlarını veren bitkilerin ceviz kabuğu, kat-hindi, kestane ve soğan kabuğu olduğu görülmektedir. Bunlar içerisinde en yüksek renk verimi sağlayan kat-hindidir. Her ne kadar kat-hindinin kg fiyatı 200 TL civarında olsa da sağladığı renk veriminin diğer alternatiflere göre birkaç kat daha

18

yüksek olduğu dikkate alındığında birim maliyeti açısından dezavantaj azalmaktadır.

Bu nedenle, poliester liflerinde kahverengi eldesi için kat-hindi kullanılmasının daha rantabıl olacağı kanaatine varılmıştır.

Tüm bu sonuçlara göre poliester liflerini mordan kullanılmadan boyamaya elverişli bitkiler ve verdikleri renkler şu şekilde sıralanabilir;

 Zerdeçal - Sarı

 Kök boya - Kırmızı

 İndigo - Mavi

 Kına - Yeşil

 Kat-hindi - Kahverengi

4.2 Bitkilerden Toz Boya Eldesi ve Bunlarla Yapılan Boyamalara İlişkin Sonuçlar