T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNASYON BİRİMİ

(1)

T.C.

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ

KOORDİNASYON BİRİMİ

BAKIR KLOROFİL İLE BOYANMIŞ KUMAŞLARIN RENK ANALİZİ VE ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Proje No: FBA-2018-10278

Proje Türü

Bireysel Araştırma Projesi SONUÇ RAPORU

Proje Yürütücüsü:

Deniz Mutlu ALA

Ç.Ü. A.O.S.B Teknik Bilimler MYO Tekstil Programı Araştırmacı

Gamze GÜLŞEN BAKICI

Ç.Ü. A.O.S.B Teknik Bilimler MYO Tekstil Programı Mayıs 2020

ADANA

(2)

(3)

TEŞEKKÜR

Bu bilimsel proje kapsamında Laboratuvar olanaklarından yararlanmamızı sağlayan EKSOY KİMYA SAN. VE TİC. A.Ş.’ ye ve çalışanlarına, Çukurova Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Tekstil Bölümünün tüm laboratuar olanaklarından yararlanmamızı sağlayan Prof. Dr.

Nigar YARPUZ BOZDOĞAN’ a ve bu çalışmaya maddi destek veren Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ne (Proje no: FBA-2018-10278) içten teşekkürlerimizi sunarız.

(4)

İÇİNDEKİLER

Sayfa No

ÖZET 1

ABSTRACT 1

1. GİRİŞ 2

2. MATERYAL ve YÖNTEM 6

3. BULGULAR 8

4. TARTIŞMA ve SONUÇ 21

5. KAYNAKLAR 22

(5)

1 ÖZET

Günümüzde en önemli doğal boyarmadde kaynağı bitkisel boyarmaddelerdir. Boya bitkilerinde çeşitli pigment renkleri elde etmeye olanak sağlayan doğal kromojenler arasında bulunan klorofiller, özellikle yaprakların, sebzelerin ve bazı meyvelerin, fotosentez sonucu meydana getirdikleri yeşil pigmentleridir. Bir çözücü yardımı ile çim, yonca, ısırgan otu ve ıspanak gibi bitkilerden ekstrakte edilen bu pigment özellikle gıdalara değişik yeşil renk tonları vermek amacı ile kullanılmaktadır. E141 kodu ile bilinen bakır klorofil ise ürünün stabilitesini ve parlaklığını arttırmak amacıyla, klorofildeki magnezyum iyonunun bakır iyonu ile değiştirilmesi sonucu oluşur. Bakır klorofil, bu olumlu özelliklerinden dolayı, klorofile göre çok daha yoğun bir kullanım alanına sahiptir. Bu projede farklı lif türlerinin bakır klorofil ile boyanabilirliği ve haslık özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla düz örme makinesinde 100%

pamuk, yün ve viskon kumaşlar üretilmiştir. Proje kapsamında, ön terbiye işlemleri yapılan pamuk, yün ve viskon kumaşların boyama reçetelerinde kullanılacak boyarmadde miktarı UV- VİS çalışması yapılarak spektrofotometrik yöntemle belirlenmiştir. Bu sayede bakır klorofil ile farklı lif türlerinin boyanabilirliğine yönelik optimum boyama konsantrasyonları belirlenmiştir.

Boyanan kumaşların spektrofotometre kullanılarak renk ölçümleri gerçekleştirilmiş ve haslık testleri uygulanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Bakır klorofil, UV-Vis, Tekstil, Renk Haslığı, Doğal Boya ABSTRACT

Today, the most important natural dyestuff source is vegetable dyestuffs. Chlorophylls, which are among the natural chromogens that allow obtaining various pigment colors in dye plants, are green pigments formed by photosynthesis, especially by leaves, vegetables and some fruits.

This pigment, extracted from plants such as grass, nettle and spinach with the help of a solvent, is used especially to give different green color tones to foods. Copper chlorophyll, known with the code E141, is formed by replacing the magnesium ion in chlorophyll with copper ion in order to increase the stability and brightness of the product. Because of these superior properties, copper chlorophyll has a much more intensive use compared to chlorophyll. In this project, the dyeability and color fastness properties of different fiber types dyed with copper chlorophyll were investigated. For this purpose, 100% cotton, wool and viscose fabrics were produced in the flat knitting machine. Within the scope of the project, the concentration of dyestuff to be used in the dyeing recipes of cotton, wool and viscose fabrics, where pre- treatment processes are done, was determined by spectrophotometric method evaluated with UV-VIS. In this way, optimum dyeing concentrations are determined for the dyeability of different fiber types with copper chlorophyll. Color measurements were made using the spectrophotometer of the dyed fabrics and fastness tests were performed.

Keywords: Copper chlorophyll, UV-Vis, Textile, Color Fastness, Natural Dye

(6)

2 GİRİŞ

Günümüzde birçok bilim insanı ve çeşitli kuruluşlar çevreye zarar vermeden üretim işlemlerinin gerçekleştirilmesi için çaba harcamaktadırlar. Bu bağlamda; Moore vd. 2004 yılında yaptıkları derleme çalışmasında Birleşik Devletlerdeki tekstil endüstrisinin çevreye verdiği toksik atık maddelerden bahsederek, çevreye verilen bu atıkların çözümü için bazı önerilerde bulunmuşlardır. Çevreye zarar veren tekstil kimyasalları yerine daha çevre dostu kimyasal maddelerin kullanılması gerektiği üzerine temel önerilerini de rapor etmişlerdir. Bu anlamda, geçmişi hemen hemen dokumanın tarihi kadar eski olan doğal boyamacılık sentetik boyarmaddelerin neden olduğu bazı sakıncalar nedeniyle yeniden ilgi çekmeye başlamıştır.

Doğal boya kavramı bitki, hayvan ve mineral gibi doğal kaynaklardan üretilen bütün boyaları kapsamaktadır. Boyamada kulanılacak olan bitki içeriği çok farklılık gösterebilmektedir.

Bitkinin tamamı kullanılabileceği gibi yaprakları, kökleri, çiçekleri, meyveleri, kabukları veya derisi kullanılabilmektedir (Benli ve Bahtiyari, 2016).

Doğal boyamacılığın en avantajlı yönleri, bitkisel atık durumunda olan kısımlardan boyar maddeler elde edilerek kullanıldığında bu atıkların ekonomiye kazandırılmış olması, daha az su kullanımı nedeniyle kolaylık, makine teçhizat kullanımının sentetik boyamadakilere göre daha kısa süreli olmasından enerji tasarrufu sağlaması, doğal boyama sonucu kalan bitkisel atıkların, doğayı kirletmemesi ve kolay çözünebilmesi, bu bitkilerin kültüre alınmasıyla yeni tarımsal faaliyet alanlarının ortaya çıkması olarak sayılabilir. Kanser çeşitlerinin son derece yayıldığı günümüzde, doğal boyaların kanserojen olmaması, hatta bazılarının elde edildiği bitkilerin anti mikrobiyal özelliklerini boyanan materyale taşıması, doğal boyalardan vazgeçilemeyeceğini ortaya koymaktadır (Güngörmez, 2015). Araştırmacıların doğal boyalar ile çeşitli lif tiplerinin boyanmasına yönelik çalışmalar yaptığı görülmektedir. Boyama etkinliğini artırmak için bir yandan boyanan elyaf modifiye edilmekte, diğer yandan boyarmaddeler üzerinde çalışmalar sürdürülmektedir. Boyama veriminin ve haslıkların geliştirilmesinin yanında, boyarmaddelerin ekonomik olarak eldesi ve uygulanması bu alanda yapılan çalışmalardandır.

Deo ve Desai (1999), çalışmalarında, pamuklu ve jütlu kumaşları, ana renk verici tür olarak taninler içeren sulu bir çay özütü ile boyamışlardır. Boyama, metalik tuzları olan veya olmayan, mordan olarak, üç farklı boyama yöntemi kullanılarak (önce mordanlama sonra boyama, birlikte boyama ve önce boyama sonra mordanlama) gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yıkama ve ışık haslıkları mükemmel olmuştur. Kumaş renkleri bilgisayar renk eşleme sisteminde K / S ve CIELAB renk farkı değerleri bakımından araştırılmıştır. Jüt için asitli ortamda derin tonlar (K / S = 3.9) elde edilirken pamuklu kumaşlar, aynı boyama koşulları altında orta derinlikte (K / S = 2.0) boyanabilmiştir.

Singh ve arkadaşları (2005), bazı doğal boyaların, bunlardan koruyucu giysiler geliştirmek amacıyla doğal antimikrobiyal aktiviteye sahip olup olmadığını test etmek için bir araştırma gerçekleştirmişlerdir. Dört doğal boya Acacia catechu, Kerria lacca, Quercus infectoria, Rubia cordifolia ve Rumex maritimus, yaygın patojenlerden Escherichia coli, Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris ve Pseudomonas aeruginosa'ya karşı test edilmiştir.

Quercus infektoriyum boyası test edilen tüm mikroplara karşı en iyi antimikrobiyal aktiviteyi göstermiştir.

(7)

3

Kızıl ve Kayabaşı (2005), çalışmalarında, Güneydoğu Anadolu florasında yayılış gösteren muhabbet çiçeği (Reseda lutea L.) türüne ait tohumlar 2002-2003 yıllarında kültüre almış ve boyamalarda bitkinin toprak üstü aksamı kullanmışlardır. Çalışma, farklı mordan maddeler ve boyama metotları (ön mordanlama, birlikte mordanlama ve son mordanlama) kullanarak bitkinin boyama özelliklerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Mordansız ve farklı mordanlar kullanılarak toplam 25 boyama yapılmıştır. Boyamalar sonunda Reseda bitkisinden sarının değişik renk tonları elde edilmiştir. Renklerin ışık haslığı değerleri 2-6, sürtünme haslığı değerleri 1-2 ile 4-5, yaş su damlası haslık değerleri 3-4 ile 5 ve kuru su damlası haslık değerleri 4-5 ile 5 arasında değişmiştir. Elde edilen renklerin ışık, sürtünme ve su damlası haslık değerleri orta ve iyi düzeyde olduğu belirlenmiştir.

Tutak ve Benli (2008), çalışmalarında, Ayva kabuğu (Cydonia Vulgaris), Nar kabuğu (Punica granatum L.), Kuru üzüm (Vitis vinifera L.), Çay yaprağı (Camelia Sinensis) ve Elma yaprağı (Malus domestica) olmak üzere beş farklı doğal boya ile %100 yün lifinden üretilmiş iplik formundaki tekstil ürününü, üç farklı mordan maddesi ile boyamışlardır. Boyama sonrası renk ölçümleri ile haslık çalışmaları yapılmıştır. Çalışmada elde edilen renkler, yıkama, sürtme, ter ve ışık haslıkları açısından söz konusu doğal boyalar yün kumaş üzerinde rahatlıkla kullanılabileceği bildirilmektedir.

Vankar ve arkadaşları (2009), yaptıkları çalışmada soğan kabuğu ile metal mordanlar kullanılarak pamuk, yün ve ipek kumaşları boyamışlardır. Boyamalarda elde edilen renk verimliliği yüksek olup renkler spektral fotometre ile ölçülmüştür. Çalışmalarda elde edilen haslık değerleri de iyi çıkmıştır

Erkan ve arkadaşları (2010), çalışmalarında, boyamaya hazır beyaz ve indigo boyalı iki farklı kumaşı, kökboya (Rubia Tinctorum L.) ekstraktı ile boyanmışlardır. Kumaşlar iki farklı konsantrasyonda boyanmış ve altı faklı tipte metal tuzu kullanarak ve iki farklı konsantrasyonda mordanlama yapılmıştır. Boyama sonrasında kumaşların renk ölçümleri gerçekleştirilerek, kolorimetrik değerleri ve K/S değerleri incelenmiştir. Örneklerin yıkamaya, sürtmeye ve ışığa karşı renk haslık testleri yapılmıştır.

Merdan ve arkadaşları (2011), çalışmalarında dünya'da çok geniş bir yayılma alanına sahip olan gelincik çiçeğinden elde edilen doğal boyanın, yün liflerinin boyanmasında kullanılabilirliği araştırılmışlardır. Yünlü malzeme, bilinen mordan maddeleri ile mordanlandıktan sonra, bitkiden ekstrakte edilmiş boya ile klasik yönteme göre boyanmıştır. Boyanan yün kumaş numunelerinin CIE L*a*b* renk uzay sistemi kullanılarak L*a*b* değerleri ölçülerek karşılaştırılmıştır. Ayrıca boyamaların yıkama ve ışık haslık özellikleri incelenmiştir.

Benli ve Bahtiyari (2012), çalışmalarında, Türkiye’de Akdeniz ve Ege bölgelerinde yetişen portakal ağacı yapraklarını doğal boya kaynağı olarak kullanmışlardır. Bu amaçla kurutulmuş ve öğütülmüş portakal ağacı yaprakları boyama banyosuna direk ilave edilerek doğal boyarmadde olarak kullanılmıştır. Denemeler esnasında dört farklı mordan maddesi ve iki farklı mordanlama yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen sonuçların değerlendirilmeleri için boyanmış örneklerin renk verimlilikleri (K/S), CIE L*a*b* değerleri analiz edilmiş, örneklerin haslıkları da incelenmiştir. Sonuç olarak, portakal ağacı yapraklarının kullanımı ile viskon kumaşların renklendirilebileceği ve bu esnada uygun çalışma koşulları ile genel olarak yeterli haslıkların elde edilebileceği bulunmuştur. Ayrıca farklı mordanlama maddeleri ve mordanlama yöntemleri ile farklı renk tonlarının ve haslıkların elde edilebileceği de gözlemlenmiştir.

(8)

4

Değirmenci ve arkadaşları (2014), %100 pamuk süprem ve ribana kumaş ile gerçekleştirdikleri çalışmalarında, doğal boyalardan toz boya elde etmek için spray dryer cihazı kullanmışlardır.

Boyamalarda mordanlama ve boyama sıcaklığı 60 ve 96 oC olacak şekilde 2 farklı sıcaklıkta yapılmış ve sıcaklığın renk verimliliği üzerine etkisi olduğu tespit edilmiştir.

Karabulut (2015), çalışmasında, pamuk liflerine kitosan ile ön işlem uygulayarak, liflerin katyonikleştirilmesi ve doğal boyalarla boyanabilirliğinin geliştirilmesinin yanında bazı bitkilerin pamuklu kumaşlara UV koruyuculuk ve antibakteriyellik gibi ek fonksiyonellikler kazandırıp kazandırmadığı incelemiştir

Benli ve Bahtiyari (2016), çalışmalarında, pamuklu kumaşların ön terbiyesini farklı hidrojen peroksit - ozon kombinasyonları ile gerçekleştirmiş ve ağartılmış kumaşların renklendirilmelerini seçilen doğal boyarmadde kaynakları ile sağlamışlardır. Renklendirme amacıyla dört farklı doğal boyarmadde kaynağı; nar kabuğu, fındık sert kabukları, portakal ağacının yeşil yaprakları ve havacıva bitkisinin kökü kurutulduktan sonra değirmenden geçirilerek öğütülmüş ve ekstraksiyon işleminden sonra boyama işlemlerinde kullanılmışlardır.

Sonuç olarak ozonhidrojen peroksit kombinasyonunun pamuklu kumaşların ağartılmasında alternatif olabileceği ve seçilmiş doğal boya kaynaklarının pamuklu kumaşların renklendirilmesinde kullanılabileceğini belirtmişlerdir.

Farklı çalışmalarda, nar kabuğundan elde edilen boya ile pamuklu kumaşları boyandığı (Kulkarni ve arkadaşları 2011), Afrika Marigold çiçeğinden elde edilen doğal boyanın pamuklu ve ipeklilerin boyanmasında kullanıldığı (Jothi 2008), soğan (allium cepa) yumru dış kabuğundan doğal boyarmadde ekstraksiyonu ve deri boyamada kullanımının (Önem 2012) incelendiği görülmektedir. Bu çalışmaları çoğaltmak mümkündür. Araştırmacıların yapmış oldukları çalışmalarda, doğadan sağlanan farklı türdeki bitki ve böceklerden elde edilen boyarmaddelerden yararlanılarak sarı, kırmızı, yeşil ve koyu gri renk tonlarının elde edilebildiği görülmektedir. Boya bitkilerinde çeşitli pigment renkleri elde etmeye olanak sağlayan indigo, antrakinon, naftakinon, fenalon,tanin, phenalones, anthocynanins, tannis, carotenoid ve klorofil gibi doğal kromojenler vardır. En yaygın olarak kullanılmış sarı doğal boyarmadde içeren bitkiler muhabbet çiçeği (Reseda luteola L.), boyacı sumağı (Cotinus coggyria Scop.), boyacı katırtırnağı (Genista tinctoria L.), Serratula tinctoria L. Gaud ve bazı cehri (Rhamnus) türleridir.

Eski çağlarda özellikle kırmızı renk elde etmek için dünyanın çeşitli bölgelerinde bazı böceklerden yararlanılmıştır. Kırmızı boyarmaddeler içeren pek çok böcek türü arasında önem kazanmış olanlar, lak böceği (Kerria lacca Kerr), Amerikan koşinili (Dactylopius coccus Costa), kermes (Kermes vermilio Planchon), ekin koşinil (Porphyrophora tritici Bod.), Polonya kermesi (Porphyrophora Polonica L.) dir. Kırmızı renk elde edilen en önemli bitkisel doğal boyarmadde kaynağı ise kökboya (Rubia tinctorum) bitkisinin kökleridir. Geleneksel olarak uygulanan yeşil renk reçetelerinde genellikle önce indigo ile mavi renge boyama yapılır. Daha sonra mordanlanan elyaf sarı renk veren bir bitki ile ikinci kez boyanarak yeşil renk elde edilir (Deveoğlu ve Karadağ, 2011). Bunun yanı sıra literatür incelendiğinde klorofil ve türevleri ile çeşitli liflerin yeşil renge boyanmasına yönelik çalışmalar yapıldığı görülmektedir.

Tsatsaroni ve Kyriakides (1995) çalışmalarında, selülaz, a-amilaz ve tripsin enzimleri ile muamele edilmesinden sonra doğal klorofil ve karmin ile boyanmış olan pamuklu ve yünlü kumaşların yıkama ve ışık haslıklarını araştırmışlardır. Çalışmada kullanılan boyaların boyama özellikleri üzerine metalik tuzlarla yapılan geleneksel mordanlamanın etkileri, enzimatik ön işlemin etkileri ile karşılaştırılmıştır.

(9)

5

Park ve Park (2010) çalışmalarında, pamuklu kumaşları doğal klorofil türevi (klorofilin, Chlin) ile boyamışlardır. % 0 - 0.7'lik bir konsantrasyon aralığında bir biyo-mordan olarak kitosan ile ön işleme tabi tutulmuş olan boyalı kumaşların antimikrobiyal aktivitesi, K / S değeri ile ölçülen renk derinliği, renk farkı, yıkama ve ışığa karşı renk haslıkları değerlendirilmiştir. Kitosan ile muamele edilen kumaşların muadili muamele edilmemiş kumaşlara kıyasla boya alımında bir artış ile sonuçlanmakla birlikte yıkama ve ışık haslıklarını etkilememiştir. Mordan ve CuSO4 ekstraktı ile boyanan pamuklu kumaşların antimikrobiyal etkinliğinin% 99.9'unun üzerinde olduğu görülmüştür.

Hou ve arkadaşlarının (2012) yapmış oldukları çalışmada, ipek doğal bir boya türevi olan sodyum bakır klorofilin (SCC) ile parlak yeşil renkte boyanmıştır. Farklı sıcaklıklarda sodyum klorid içeren ve içermeyen boya banyosu içerisindeki ipek üzerine SCC adsorpsiyonu araştırılmıştır. Sodyum bakır klorofil ile ipek boyamasında kinetik ve termodinamik açıdan doğal boyama yaparak incelenmiştir. Farklı çalışma sıcaklıkları ile denemeler sonucunda yeşil renk için sodyum bakır klorofilin iyi sonuç ortaya çıkardığını belirlemişlerdir. SCC adsorpsiyonunun termodinamik parametreleri sodyum klorid içeren ve içermeyen olarak anlamlı fark göstermiştir. Çalışmada sodyum bakır klorofilin, protein elyafları için doğal bir yeşil boya olarak iyi bir aday olabileceği belirtilmektedir.

Hou ve arkadaşlarının (2012) yapmış oldukları diğer bir çalışmada, boyama proses kontrolünü iyileştirmek ve ipek kumaşlarda sodyum bakır klorofil ile (SCC) boyama işlemi için teorik bir rehber sağlamak amacıyla ipek kumaşlarda SCC'nin adsorpsiyon kinetiği ve boyama mekanizmasını incelenmiştir.

Jang ve arkadaşları (2011) çalışmalarında, boyama sıcaklığının sodyum bakır klorofilin (SCC) boyama hızı, renk karakteristik değerleri ve renk haslıkları dahil olmak üzere ipek kumaşlara olan etkisi araştırmışlarıdır. 70° C' de, ilk boyama hızı, denge boyama hızının en yüksek ve boyalı ipek kumaşın yeşil renginin daha canlı olduğu bildirilmektedir. SCC ile boyanan ipek kumaşların 40-90° C' de iyi yıkama haslıkları, sürtünme haslıkları (>4) ve kötü ışık haslıklarına (2-3) sahip olduğu görülmüştür. Çalışmada kullanılan boyalı ipek kumaşların yüksek değerli ev giysileri için uygun olduğu bildirilmektedir.

Wang ve arkadaşları (2007) çalışmalarında, sodyum bakır klorofil ile renklendirdikleri keten kumaşa uyguladıkları testlerde, analiz endeksleri olarak boyama hızı ve renk karakteristik değeri (beyazlık, L *, a * ve b * değerleri) kullanmış ve her bir faktörün konsantrasyonunun boyama sonuçlarına etkisini optimum işlem koşullarını elde etmek üzere tartışmışlardır. En iyi şartlar altında boyanan keten kumaşının yıkama haslığı, sürtme haslığı ve ışık haslığı gibi renk haslıkları test edilmiştir. Sonuçlar, sürtme haslığının daha üstün, yıkama haslığının iyi, ancak ışık haslığının düşük olduğunu göstermiştir. Sodyum bakır klorofil ile keten lif arasındaki etkileşimi araştırmak için FT-IR yöntemi ile analiz yapılmış, numunelerin yüzey görünüşleri SEM ile gözlenmiştir.

Klorofiller, özellikle yaprakların, sebzelerin ve bazı meyvelerin, fotosentez sonucu meydana getirdikleri yeşil pigmentleridir. Bu yesil pigment, bir çözücü yardımı ile çim, yonca, ısırgan otu ve ıspanak gibi bitkilerden ekstrakte edilir. Klorofil a, b, c1, c2, c3 ve d olmak üzere 6 farklı formda bulunabilmektedir. Saflaştırılmış klorofil, E140 kodu ile gıdalarda boya maddesi olarak kullanılır. Klorofilin bakır ile kompleks oluşturarak daha kararlı bir yapı aldığı halinin kod numarası ise E141 'dir. E141 kodu ile bilinen bakır klorofil kompleksi ürünün stabilitesini ve parlaklığını arttırmak amacıyla, çimen, ısırgan otu gibi yeşil bitkilerden elde edilen

(10)

6

klorofildeki merkezi Mg iyonunun Cu ile yer değiştirmesi ile oluşur. Bu kompleks klorofile göre daha iyi renklendirme gücüne sahiptir, rengi klorofilden daha stabildir ve zeytin yeşilinden koyu yeşile kadar değişen birçok renk tonunda bulunabilmektedirler. Bakır klorofil, bu olumlu özelliklerinden dolayı, klorofile göre çok daha yoğun bir kullanım alanına sahiptir. (Atlı, 2010, Mol 2016). Literatür incelendiğinde bakır klorofil ile farklı lif tiplerinin renklendirilmesine yönelik kapsamlı bir çalışma yapılmadığı görülmektedir. Bu projede ise farklı lif türlerinin bakır klorofil ile boyanabilirliği ve haslık özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla, düz örme makinesinde konstrüksiyon özellikleri (iplik numarası, iplik sıklıkları) aynı olan 100% pamuk, yün ve viskon kumaşlar üretilmiştir. Proje kapsamında, ön terbiye işlemleri yapılan pamuk, yün ve viskon kumaşların boyama reçetelerinde kullanılacak boyarmadde miktarı UV-VİS çalışması yapılarak spektrofotometrik yöntemle belirlenmiştir. Bu sayede bakır klorofil ile farklı lif türlerinin boyanabilirliğine yönelik optimum boyama konsantrasyonları belirlenmiştir.

Boyanan kumaşların spektrofotometre kullanılarak renk ölçümleri gerçekleştirilerek renk verimleri (K/S) ve CIELAB (L*, a*, b*, C ve h0) koordinatları tespit edilmiş ve haslık testleri uygulanmıştır. Bu sayede, doğal bir boyarmadde olarak bakır klorofil ile farklı lif türlerinin boyanabilirliği ve boyamada istenilen renk verimine ulaşmak için gerekli işlem şartları belirlenmiştir.

MATERYAL ve YÖNTEM

Bu projede %100 pamuk, Ne 20/1 ring iplik, %100 viskon, Ne 20/1 ring iplik ve %100 yün, Nm 5/1 kamgarn iplikler kullanılmıştır. Söz konusu iplikler ile Adana’ da bulunan bir tekstil firmasında, yapısal özellikleri aynı olan 100% pamuk, yün ve viskon kumaşların üretimi ücretsiz olarak gerçekleştirilmiştir.

Pamuklu kumaşın kasar işlemleri Tablo 1’ de verilen reçeteye ve diyagrama göre 95⁰C sıcaklıkta, hidrojenperoksit ve yardımcı kimyasallar ile gerçekleştirilmiştir. Banyo boşaltıldıktan sonra durulama ve nötralizasyon (1 cm³/l asetik asit) işlemleri yapılarak kasar prosesi tamamlanmıştır. Nötralizasyon işlemi sonrasında mamuldeki peroksit artıklarının uzaklaştırılması amacıyla antiperoksit işlemi (50⁰C, 20 dk, 1 gr/l antiperoksit, 0,5 cm³/l asetik asit) uygulanmıştır.

Tablo 1. Pamuklu Kumaş Ağartma İşlem Reçetesi ve Kasar Diyagramı

Flotte Oranı 1:30

Yağ Sökücü Sabun 0.5 g/L Kırık Önleyici 0.5 g/L

İyon Tutucu 0.8 g/L

Islatıcı 0.5 g/L

Peroksit Stabilizatörü 0.8 g/L Sodyum Hidroksit (46°Be) 4 g/L Hidrojen Peroksit (%35) %6

pH 10

Yünlü kumaşın ön terbiye işlemleri, 1:10 flotte oranında, 40⁰C sıcaklıkta, 5 g/l sabun ile 60 dakika yıkama yapılarak gerçekleştirilmiştir. Ardından bir durulama ile işlem tamamlanmıştır Viskon kumaşın ön terbiye işlemleri, 1:10 flotte oranında, 40⁰C sıcaklıkta, 5 g/l sabun ile 60 dakika yıkama yapılmıştır. Ardından bir durulama ile işlem tamamlanmıştır.

(11)

7

Tüm numunelerin kasar işlemleri, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Tekstil Laboratuvarı’nda bulunan laboratuar tipi haspel makinesinde gerçekleştirilmiştir (Şekil 1).

Şekil 1. Laboratuvar tipi haspel makinesi

Proje kapsamında, ön terbiye işlemleri yapılan pamuk, yün ve viskon kumaşların boyama reçetelerinde kullanılacak boyarmadde miktarı UV-VİS çalışması yapılarak spektrofotometrik yöntemle belirlenmiştir. Bu amaçla pamuk, yün ve viskon kumaşların öncelikle Tablo 2’ de verilen reçeteye ve diyagrama göre farklı konsantrasyonlarda boyama işlemleri yapılmıştır.

Tablo 2. BM Konsantrasyonları ve Boya Diyagramı Numune

Kodu

Kullanılan Bm Mik. ml/L

A1 1

A3 3

A5 5

A7 7

A9 9

A12 12

Boyama öncesinde ve boyama sonrasında boya çözeltileri Eksoy Kimya firması laboratuvarında bulunan ve 190-1100 nm aralığında ölçüm yapabilen UV-1800 Shimadzu Spektrofotometre cihazına konularak konsantrasyon ve absorbans değerleri ölçülmüştür.

Boyanan numunelerin CIELAB (L*, a*, b*, C ve h0) koordinatları değerleri Eksoy Kimya firması laboratuvarında bulunan spektrofotometre kullanılarak tespit edilmiştir.

Sürtünmeye karşı renk haslığı testi krokmetre ile TS EN ISO 105-X12 numaralı standart esas alınarak AOSB Teknik Bilimler MYO Tekstil laboratuarında bulunan kondüsyon odasında standart atmosfer şartlarında (20±2ºC sıcaklık, %65±2 bağıl nem) gerçekleştirilmektedir. Tere karşı renk haslığı testi Ter Haslığı Test Cihazı ve Kombine Fırın ve İnkübatör ile TS EN ISO 105-E04 numaralı standart esas alınarak Teknik Bilimler MYO Tekstil laboratuarında bulunan kondüsyon odasında standart atmosfer şartlarında (20±2ºC sıcaklık, %65±2 bağıl nem)

(12)

8

gerçekleştirilmektedir. Büyük oranda tamamlanmış olan haslık testlerinin bir kısmı Covid-19 salgını nedeniyle gerçekleştirilememiş olmakla beraber testler ilerleyen günlerde tamamlanarak sonuçlar yayın çalışmasına dönüştürülecektir. Laboratuvarımızda gerçekleştirilemediği için dışarıdan hizmet alımı yoluyla yapılacak olan antibakteriyel aktivite tayini Covid-19 salgını nedeniyle test yaptırılacak laboratuvarlar ile sağlıklı iletişim kurulamadığı için yapılamamıştır.

BULGULAR

Bu çalışmanın amacı, sürdürülebilir ve yenilenebilir kaynaklı tekstil üretimi için yeni arayışlar içinde olan tekstil boya sektörü açısından alternatif olabileceği düşünülen bakır klorofilin çeşitli liflerin boyanmasında kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Projede planlandığı şekilde pamuklu, yünlü ve viskon kumaşların ön terbiye işlemleri tamamlanmıştır. Pamuk, yün ve viskon kumaşların boyama reçetelerinde kullanılacak boyarmadde miktarı spektrofotometrik yöntemle belirlenmiştir.

Çalışmada kullanılacak boyarmadde konsantrasyonunun belirlenmesi amacıyla farklı BM konsantrasyonlarında boya flotteleri ile boyama işlemi yapılarak boyama öncesinde ve sonrasında flottede bulunan bakır klorofil konsantrasyonu değerleri sayesinde flotteden kumaş üzerine aktarılan BM miktarı ve boyarmadde çekim yüzde değerleri hesaplanmıştır. Numune kumaşlar Materyal ve Metot bölümü Tablo 2’ de verilen reçeteye ve diyagrama uygun olarak farklı konsantrasyonlarda BM flotteleri ile boyanmıştır. Bu sayede 6 farklı konsantrayonda BM flotteleri ile pamuklu kumaş numunelerinin boyama işlemi gerçekleştirilmiştir. UV-Vis spektrofotometre ile gerçekleştirilen çalışmanın esası, konsantrasyonu bilinen bir bakır klorofil çözeltisinden farklı konsantrasyonlarda çözelti hazırlayarak bir absorbans-konsantrasyon kalibrasyon eğrisinin çizilmesi ve bu kalibrasyon eğrisi ile konsantrasyonu bilinmeyen bir bakır klorofil çözeltisinin konsantrasyonunun tayin edilmesine dayanmaktadır. Bu sayede pamuklu kumaşın çözeltiden en verimli şekilde BM aldığı boya flottesi konsantrasyonu belirlenmiş olacaktır.

UV-Vis Dalga Boyu Taraması ve Kalibrasyon Eğrisinin Oluşturulması

Boyama sonrasında boya banyosunda kalan BM konsantrasyonunun tespit edilebilmesi için öncelikle bakır klorofil boyarmaddesinin maksimum absorbans dalga boyu Eksoy Kimya firması laboratuvarında bulunan ve 190-1100 nm aralığında ölçüm yapabilen UV-1800 Shimadzu Spektrofotometre cihazı ile UV-Vis dalga boyu taraması yapılarak tespit edilmiştir.

Bu amaçla bakır klorofil boyarmaddesinden %0,1’ lik (0,1 ml boyarmadde alınarak 100 ml ye tamamlanmıştır) seyreltik çözelti hazırlanmıştır. Boyarmaddenin absorbans dalga boyu ölçümü bu seyreltik çözeltiden yapılmıştır. Ölçüm yapılan dalga boyu aralığı 400-800 nm, metot ise photometric method seçilmiş ve λmax = 626,5 nm (Şekil 2) olarak bulunmuştur. Kalibrasyon eğrisini oluşturmak için dalga boyu 626,5 nm olarak ayarlanmış ve Tablo 3’ te verilen 9 farklı konsantrasyonda BM çözeltileri kullanılmıştır.

(13)

9

Şekil 2. Bakır Klorofil Maksimum Absorbans Dalga Boyu Grafiği

Tablo 3. Kalibrasyon Eğrisi için Kullanılan BM konsantrasyonları Standart Numune Kullanılan Bm Mik. ml/l

Numune1 1

Numune 2 2

Numune 3 3

Numune 4 4

Numune 5 5

Numune 6 6

Numune 7 7

Numune 8 9

Numune 9 12

Tablo 3’ te BM konsantrasyonları verilmiş olan çözeltiler sırayla UV-VIS spektrofotometresine konularak absorbans değerleri ölçülmüş ve konsantrasyonlarına karşılık absorbans grafiği (kalibrasyon eğrisi) çizilmiştir. Maksimum absorbans dalga boyunda (λmax = 626,5 nm) konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilen konsantrasyon ve absorbsiyon değerleri Tablo 4’te ve kalibrasyon grafiği Şekil 3’te verilmektedir. Boyarmaddenin UV-Vis absorbans değerinin boya konsantrasyon artışı ile lineer olarak arttığı gözlenmiştir.

(14)

10

Tablo 4. Konsantrasyonu Bilinen BM Çözeltilerinin UV-Vis Sonuçları Çözelti Bm Mik.

ml/L

Konsantrasyon Absorbsiyon

1 0,010 0,079

2 0,020 0,159

3 0,030 0,251

4 0,040 0,303

5 0,050 0,410

6 0,060 0,469

7 0,070 0,548

9 0,090 0,692

12 0,12 0,940

Şekil 3. Kalibrasyon Eğrisi (Abs =K1 * (Conc) + K0, y = 7,74224x + 0,00650240, r² = 0,99868)

Boya banyosunda kalan BM konsantrasyonunun belirlenmesi amacıyla boyama işleminin ardından kalan boya flottelerinden alınan çözeltiden hazırlanan %10’ luk seyreltik çözeltilerin bakır klorofil konsantrasyonları Eksoy Kimya firması laboratuvarında bulunan ve 190-1100 nm aralığında ölçüm yapabilen UV-1800 Shimadzu Spektrofotometre cihazı kullanılarak tespit edilmiştir.

(15)

11

Boyarmadde Çekiminin Zamana Bağlı Olarak İncelenmesi

Literatür incelendiğinde bakır klorofil ile gerçekleştirilen boyamaların farklı süreler ve farklı konsantrasyonlar ile yapıldığı görülmektedir. Boyarmadde çekiminin zamana bağlı olarak incelenmesi amacıyla referans kumaş olarak daha önce standart ön terbiye işlemi yapılmış % 100 pamuk lifinden üretilmiş gramajı 200 g/m² olan örme kumaş kullanılmıştır. Kumaşlar için flotte oranı 1:10 (10 g kumaş için 100 ml boya banyosu) olarak alınmıştır. Çalışmada uygulanacak boyama süresinin belirlenmesi amacıyla, bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği (Şekil 3) yardımıyla pamuklu kumaş numunelerinin 7 ml/l konsantrasyondaki boya flottesi ile 60⁰C sıcaklıkta farklı tüplerde 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 ve 90 dakika süre ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottelerin kumaş tarafından çekilmeyen ve boya banyosunda kalan bakır klorofil konsantrasyonları tespit edilmiştir. Boya sonrasında banyoda kalan BM flottelerinden %10’ luk seyreltik çözeltiler hazırlanarak cihaza okutulmuş ve elde edilen konsantrasyon-absorbsiyon değerleri Tablo 5’ te verilmiştir.

Tablo 5. Flottede kalan BM konsantrasyonu

Boya İşlem Süresi (dakika)

Boya Flottesinde Kullanılan BM Mik.

ml/L

10 7 0,059 0,461

20 7 0,058 0,452

30 7 0,056 0,440

40 7 0,055 0,436

50 7 0,055 0,428

60 7 0,052 0,408

70 7 0,052 0,413

80 7 0,054 0,425

90 7 0,052 0,390

Boyama öncesi ve boyama sonrası konsantrasyonları bilinen çözeltilerin boyarmadde çekim yüzde değerleri Formül (1) yardımıyla hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar Tablo 6’ da verilmiştir.

Boyarmadde Çekimi (%) = (𝐷1 − 𝐷2) 𝑥 100

𝐷1 (1)

D1: Boyama öncesi boya banyosu içerisindeki boyarmadde miktarı D2: Boyama sonrası boya banyosu içerisindeki boyarmadde miktarı

Tablo 6. Boyarmadde Çekim Değerleri

Numune Seti BM

Konsantrasyonu (ml/l)

Çözeltide Kalan Miktar ml/L

Kumaş Boyarmadde

Çekimi (%)

Çözeltide Kalan BM Miktarı (%)

P10 7 5,9 15,71 84,29

P20 7 5,8 17,14 82,86

P30 7 5,6 20,00 80,00

P40 7 5,5 21,42 78,58

P50 7 5,5 21,42 78,58

P60 7 5,2 25,71 74,29

P70 7 5,2 25,71 74,29

P80 7 5,4 22,85 73,15

P90 7 5,2 25,71 71,43

(16)

12

Tablo 6’da verilen sonuçlar incelendiğinde ilk 10 dakikalık bölümde, banyodaki boyanın yaklaşık %15’ inin lifler tarafından alındığı görülmektedir. Absorblanan boya miktarı süre ile doğru orantılı şekilde değişmektedir. Boyar madde % çekim sonuçları her 10 dakikalık süreçte azalan ivmeyle artış göstermektedir.

Genel olarak 60. dakikaya ulaşıldığında boyamalarda bir doygunluk söz konusudur. Boyama süresine göre 60. Dakika % 25’lik çekime ulaşılmış daha sonrasında % çekim oranlarının artış miktarları azalmıştır. Bu sebeple çalışmada yapılacak olan pamuklu boyama proseslerinde boyama süresi 60 dakika olarak seçilmiştir.

Pamuk Elyafı Boyama Uygulaması İçin Boyarmadde Konsantrasyonun Belirlenmesi Pamuklu boyamasında uygulanacak BM konsantrasyonunun belirlenmesi için proje kapsamında üretimleri gerçekleştirilmiş olan %100 pamuk lifinden üretilmiş ve ortalama gramajı 450 g/m² olan ribana örme kumaş kullanılmıştır. Kumaşlar için flotte oranı 1:10 (10 g kumaş için 100 ml boya banyosu) olarak alınmıştır. Bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği (Şekil 3) yardımıyla pamuklu kumaş numunelerinin 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile 60⁰C sıcaklıkta 60 dakika süre ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottelerin kumaş tarafından çekilmeyen ve boya banyosunda kalan bakır klorofil konsantrasyonları tespit edilmiştir. Boya sonrasında banyoda kalan BM flottelerinden %10’ luk seyreltik çözeltiler hazırlanarak cihaza okutulmuş ve elde edilen konsantrasyon-absorbsiyon değerleri Tablo 7’ de verilmiştir.

Tablo 7. Flottede kalan BM konsantrasyonu (Pamuklu Kumaş) Numune

Kodu

Boya Flottesinde Kullanılan BM

Mik. ml/L

Boya

Öncesi Boya Sonrası Boya

Öncesi Boya Sonrası

P1 1 0,010 0,005 0,079 0,044

P3 3 0,030 0,021 0,251 0,172

P5 5 0,050 0,038 0,410 0,300

P7 7 0,070 0,060 0,548 0,470

P9 9 0,090 0,075 0,692 0,584

P12 12 0,120 0,101 0,940 0,785

Boyama öncesi ve boyama sonrası konsantrasyonları bilinen çözeltilerin boyarmadde çekim yüzde değerleri Formül (1) yardımıyla hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar Tablo 8’ de verilmiştir.

Boyarmadde Çekimi (%) = (𝐷1 − 𝐷2) 𝑥 100

𝐷1 (1)

D1: Boyama öncesi boya banyosu içerisindeki boyarmadde miktarı D2: Boyama sonrası boya banyosu içerisindeki boyarmadde miktarı

(17)

13

Tablo 8. Boyarmadde Çekim Değerleri (Pamuklu Kumaş) Numune Kodu Boya Öncesi

Konsantrasyon (ml/l)

Çözeltide Kalan BM Miktarı

(ml/L)

Kumaş Boyarmadde

Çekimi (%)

P1 1 0,5 50,00 50,00

P3 3 2,1 30,00 70,00

P5 5 3,8 24,00 76,00

P7 7 6,0 14,29 85,71

P9 9 7,5 16,67 83,33

P12 12 10,1 15,83 84,17

Pamuklu kumaş numunelerine 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottede kalan BM konsantrasyonları Şekil 4’ te görülmektedir.

Şekil 4. Flottede kalan BM konsantrasyonları

Şekil 4’ te boya sonrası flottede kalan BM konsatrasyonu 7 ml/l BM konsantrasyonuna kadar arttığı görülmektedir. Ancak bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen kumaşın BM alımının stabil hale geldiği (flottede kalan BM konsantrasyonunun artmadığı) gözlenmektedir. Bu noktadan önce kumaşın üzerine aldığı BM miktarı hızla artarken bu noktadan sonra boyarmadde konsantrasyonunun arttırılması kumaşın üzerine aldığı BM miktarını artırmamıştır.

50

70

76

85,71 83,33 84,17

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

P1 P3 P5 P7 P9 P12

Konsantrasyon (%)

Numune Kodu

(18)

14

Pamuklu Kumaşların Spektrofotometrik Renk Analizi

Farklı konsantrasyonlarda boyanan pamuklu kumaşların spektrofotometre cihazı yardımıyla elde edilen CIELAB (L*, a*, b*, C*ve h°) değerleri Tablo 9’da verilmiştir. Bu sistem ile renk, L*, a* ve b* koordinatları yoluyla tanımlanmaya uygundur. L*, rengin açıklık/koyuluğunu; a*

kırmızılık-yeşillik; b* sarı-mavilik; C, doygunluğu belirtmektedir. Çalışmada referans numune olarak 1 ml/l BM konsantrasyonundaki boya flottesi ile renklendirilmiş kumaş kullanılmıştır.

Tablo 9. Pamuklu Kumaşların Renk Ölçüm Sonuçları

L a b ∆L ∆a ∆b ∆E

P1 84,56 -6,99 8,91

P3 79,78 -9,82 9,24 -4,79 -2,82 0,34 3,1

P5 78,33 -10,92 9,39 -6,24 -3,92 0,48 4,2

P7 76,56 -11,06 9,71 -8 -4,06 0,81 4,65

P9 76,14 -12,28 8,99 -8,43 -5,29 0,09 5,71

P12 74,12 -11,79 9,48 -10,45 -4,8 0,57 5,73

Tablo 9’ daki L* değerleri incelendiğinde, en büyük L* değeri 84,56 olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu değer 1 ml/l BM konsantrasyonundaki boya flottesi ile gerçekleştirilen boyama işlemi sonrasında elde edilmiştir. En küçük değer ise 74,12 olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu değere ise 12 ml/l konsantrasyonundaki boya flottesi ile gerçekleştirilen boyama işleminde ulaşılmıştır. Genel olarak L* değerleri incelendiğinde, boyama konsantrasyonu arttığında L*

değerlerinde bir düşüş meydana gelmiştir. Bu da bakır klorofil konsantrasyonu arttıkça rengin koyulaşması anlamına gelmektedir. Renk koyuluğunun 7 ml/l BM konsantrasyonuna kadar hızlı bir şekilde arttığı bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen kumaşın renk koyuluğunun (L* değeri) stabil hale geldiği gözlenmektedir.

Yün Elyafı Boyarmadde Konsantrasyonun Belirlenmesi

Yünlü boyamasında uygulanacak BM konsantrasyonunun belirlenmesi için proje kapsamında üretimleri gerçekleştirilmiş olan %100 yün lifinden üretilmiş ve ortalama gramajı 450 g/m² olan ribana örme kumaş kullanılmıştır. Kumaşlar için flotte oranı 1:10 (10 g kumaş için 100 ml boya banyosu) olarak alınmıştır. Bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği (Şekil 3) yardımıyla yünlü kumaş numunelerinin 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile 60⁰C sıcaklıkta 60 dakika süre ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottelerin kumaş tarafından çekilmeyen ve boya banyosunda kalan bakır klorofil konsantrasyonları tespit edilmiştir. Boya sonrasında banyoda kalan BM flottelerinden %10’ luk seyreltik çözeltiler hazırlanarak cihaza okutulmuş ve elde edilen konsantrasyon-absorbsiyon değerleri Tablo 10’ da verilmiştir.

(19)

15

Tablo 10. Flottede kalan BM konsantrasyonu (Yünlü Kumaş) Numune

Kodu

Mik. ml/L

Boya

Y1 1 0,010 0,005 0,079 0,049

Y3 3 0,030 0,018 0,251 0,148

Y5 5 0,050 0,030 0,410 0,241

Y7 7 0,070 0,044 0,548 0,350

Y9 9 0,090 0,054 0,692 0,423

Y12 12 0,120 0,070 0,940 0,547

Boyama öncesi ve boyama sonrası konsantrasyonları bilinen çözeltilerin boyarmadde çekim yüzde değerleri Formül (1) yardımıyla hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar Tablo 11’ de verilmiştir.

Tablo 11. Boyarmadde Çekim Değerleri (Yünlü Kumaş) Numune Kodu Boya Öncesi

(ml/L)

Kumaş Boyarmadde

Çekimi (%)

Y1 1 0,5 50,00 50,00

Y3 3 1,8 40,00 60,00

Y5 5 3 40,00 60,00

Y7 7 4,4 37,14 62,86

Y9 9 5,4 40,00 60,00

Y12 12 7 41,66 58,34

Yünlü kumaş numunelerine 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottede kalan BM konsantrasyonları Şekil 5’ te görülmektedir.

50

60 60 62,86

60 58,34

0 10 20 30 40 50 60 70

Y1 Y3 Y5 Y7 Y9 Y12

Konsantrasyon (%)

Numune Kodu

(20)

16

Şekil 5’ te boya sonrası flottede kalan BM konsatrasyonu 3 ml/l BM konsantrasyonuna kadar arttığı görülmektedir. Ancak bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen kumaşın BM alımının stabil hale geldiği (flottede kalan BM konsantrasyonunun artmadığı) gözlenmektedir. Bu noktadan önce kumaşın üzerine aldığı BM miktarı hızla artarken bu noktadan sonra boyarmadde konsantrasyonunun arttırılması kumaşın üzerine aldığı BM miktarını artırmamıştır.

Yünlü Kumaşların Spektrofotometrik Renk Analizi

Farklı konsantrasyonlarda boyanan yünlü kumaşların spektrofotometre cihazı yardımıyla elde edilen CIELAB (L*, a*, b*, C*ve h°) değerleri Tablo 12’de verilmiştir. Bu sistem ile renk, L*, a* ve b* koordinatları yoluyla tanımlanmaya uygundur. L*, rengin açıklık/koyuluğunu; a*

Tablo 12. Yünlü Kumaşların Renk Ölçüm Sonuçları

Y1 76,78 -7,74 14,12

Y3 71,65 -10,23 13,28 -5,13 -2,49 -0,84 3,08

Y5 70,18 -11,67 12,94 -6,59 -3,93 -1,18 4,47

Y7 69,12 -11,78 12,64 -7,66 -4,03 -1,47 4,86

Y9 68,52 -11,63 12,52 -8,26 -3,89 -1,6 4,95

Y12 68,65 -10,42 12,41 -8,13 -2,67 -1,71 4,24

Tablo 12’ deki L* değerleri incelendiğinde, en büyük L* değeri 76,78 olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu değer 1 ml/l BM konsantrasyonundaki boya flottesi ile gerçekleştirilen boyama işlemi sonrasında elde edilmiştir. En küçük değer ise 68,65 olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu değere ise 12 ml/l konsantrasyonundaki boya flottesi ile gerçekleştirilen boyama işleminde ulaşılmıştır. Genel olarak L* değerleri incelendiğinde, boyama konsantrasyonu arttığında L*

Viskon Elyafı Boyarmadde Konsantrasyonun Belirlenmesi

Viskon boyamasında uygulanacak BM konsantrasyonunun belirlenmesi için proje kapsamında üretimleri gerçekleştirilmiş olan %100 viskon lifinden üretilmiş ve ortalama gramajı 450 g/m² olan ribana örme kumaş kullanılmıştır. Kumaşlar için flotte oranı 1:10 (10 g kumaş için 100 ml boya banyosu) olarak alınmıştır. Bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği (Şekil 3) yardımıyla yünlü kumaş numunelerinin 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile 60⁰C sıcaklıkta 60 dakika süre ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottelerin kumaş tarafından çekilmeyen ve boya banyosunda kalan bakır klorofil konsantrasyonları tespit edilmiştir. Boya sonrasında banyoda kalan BM %10’ luk seyreltik

(21)

17

çözeltiler hazırlanarak cihaza okutulmuş ve elde edilen konsantrasyon-absorbsiyon değerleri Tablo 13’ te verilmiştir.

Tablo 13. Flottede kalan BM konsantrasyonu (Viskon Kumaş) Numune

Kodu

Mik. ml/L

Boya

V1 1 0,010 0,006 0,079 0,057

V3 3 0,030 0,022 0,251 0,177

V5 5 0,050 0,040 0,410 0,313

V7 7 0,070 0,059 0,548 0,467

V9 9 0,090 0,074 0,692 0,577

V12 12 0,120 0,102 0,940 0,793

Boyama öncesi ve boyama sonrası konsantrasyonları bilinen çözeltilerin boyarmadde çekim yüzde değerleri Formül (1) yardımıyla hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar Tablo 14’ te verilmiştir.

Tablo 14. Boyarmadde Çekim Değerleri (Viskon Kumaş) Numune Kodu Boya Öncesi

(ml/L)

Kumaş Boyarmadde

Çekimi (%)

V1 1 0,6 40,00 60,00

V3 3 2,2 26,66 73,34

V5 5 4 20,00 80,00

V7 7 5,9 15,71 84,29

V9 9 7,4 17,77 82,23

V12 12 10,2 15,00 85,00

Viskon kumaş numunelerine 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında flottede kalan BM konsantrasyonları Şekil 6’ da görülmektedir.

60

73,34

80 84,29 82,23 85

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

V1 V3 V5 V7 V9 V12

Konsantrasyon (%)

Numune Kodu

(22)

18

Şekil 6’ da boya sonrası flottede kalan BM konsatrasyonu 7 ml/l BM konsantrasyonuna kadar arttığı görülmektedir. Ancak bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen kumaşın BM alımının stabil hale geldiği (flottede kalan BM konsantrasyonunun artmadığı) gözlenmektedir. Bu noktadan önce kumaşın üzerine aldığı BM miktarı hızla artarken bu noktadan sonra boyarmadde konsantrasyonunun arttırılması kumaşın üzerine aldığı BM miktarını artırmamıştır.

Viskon Kumaşların Spektrofotometrik Renk Analizi

Farklı konsantrasyonlarda boyanan viskon kumaşların spektrofotometre cihazı yardımıyla elde edilen CIELAB (L*, a*, b*, C*ve h°) değerleri Tablo 15’te verilmiştir. Bu sistem ile renk, L*, a* ve b* koordinatları yoluyla tanımlanmaya uygundur. L*, rengin açıklık/koyuluğunu; a*

Tablo 15. Viskon Kumaşların Renk Ölçüm Sonuçları

V1 83,22 -7,59 8,27

V3 80,2 -8,99 8,19 -3,03 -1,4 -0,07 1,71

V5 78,24 -9,65 8,69 -4,99 -2,07 0,42 2,58

V7 76,35 -10,1 8,95 -6,88 -2,51 0,68 3,34

V9 75,52 -10,17 9,36 -7,7 -2,59 1,09 3,63

V12 74,8 -8,77 9,26 -8,42 -1,19 0,99 3,29

Tablo 15’ teki L* değerleri incelendiğinde, en büyük L* değeri 83,22 olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu değer 1 ml/l BM konsantrasyonundaki boya flottesi ile gerçekleştirilen boyama işlemi sonrasında elde edilmiştir. En küçük değer ise 74,80 olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu değere ise 12 ml/l konsantrasyonundaki boya flottesi ile gerçekleştirilen boyama işleminde ulaşılmıştır. Genel olarak L* değerleri incelendiğinde, boyama konsantrasyonu arttığında L*

(23)

19 Sürtme Haslığı Test Sonuçları

Sürtünmeye karşı renk haslığı testi krokmetre ile TS EN ISO 105-X12 numaralı standart esas alınarak AOSB Teknik Bilimler MYO Tekstil laboratuarında bulunan kondüsyon odasında standart atmosfer şartlarında (20±2ºC sıcaklık, %65±2 bağıl nem) gerçekleştirilmiştir. Farklı konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile renklendirilmiş olan pamuklu, yünlü ve viskon kumaşların kuru ve yaş sürtme haslık değerleri Tablo 16’ da verilmiştir.

Tablo 16. Sürtme haslığı test sonuçları Numune

Kodu

Mik. ml/L

Sürtme Haslığı

Kuru Yaş

P1 1 4/5 4/5

P3 3 5 4/5

P5 5 5 4

P7 7 5 4

P9 9 5 4

P12 12 5 3/4

Y1 1 5 4/5

Y3 3 5 4/5

Y5 5 5 4/5

Y7 7 5 4/5

Y9 9 5 4/5

Y12 12 5 4/5

V1 1 5 4/5

V3 3 5 4

V5 5 5 3/4

V7 7 5 3/4

V9 9 5 3/4

V12 12 5 3/4

Tablo 16 incelendiğinde kuru sürtme haslıklarının yaş sürtme haslığına göre daha yüksek olduğu görülmektedir. Genel olarak yünlü numunelerin yaş sürtme haslıklarının pamuklu ve viskon kumaşların yaş sürtme haslıklarına göre daha yüksek olduğu ve BM konsantrasyonunun artması ile yaş sürtme haslık derecelerinin düştüğü gözlenmiştir.

(24)

20 Ter Haslığı Test Sonuçları

Tere karşı renk haslığı testi Ter Haslığı Test Cihazı ve Kombine Fırın ve İnkübatör ile TS EN ISO 105-E04 numaralı standart esas alınarak Teknik Bilimler MYO Tekstil laboratuarında bulunan kondüsyon odasında standart atmosfer şartlarında (20±2ºC sıcaklık, %65±2 bağıl nem) gerçekleştirilmiştir. Farklı konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile renklendirilmiş olan pamuklu, yünlü ve viskon kumaşların tere karşı renk haslığı testi (asidik ve bazik) sonucunda kumaşlardaki renk değişimi (solma) ve refaket bezlerine akma gri skala ile değerlendirilmiş ve haslık değerleri Tablo 17’ de verilmiştir.

Tablo 17. Ter haslığı test sonuçları

Çözelti Numune Kodu

Boya Flottesinde

Kullanılan BM Mik. ml/l

Akma

Solma Asetat Pamuk Naylon Polyester Akrilik Yün

Asidik

P1 1 5 4/5 5 5 5 5 4/5

P3 3 5 4/5 5 5 5 5 4/5

P5 5 5 4/5 5 5 5 5 4/5

P7 7 5 4/5 5 5 5 5 5

P9 9 5 4/5 5 5 5 5 5

P12 12 5 4/5 5 5 5 5 5

Bazik

P1 1 5 5 5 5 5 5 4/5

P3 3 5 5 5 5 4/5 5 4/5

P5 5 5 5 5 5 4/5 5 4/5

P7 7 5 5 5 5 4/5 5 4/5

P9 9 5 5 4/5 4/5 4/5 4/5 4/5

P12 12 4/5 4/5 4/5 4/5 4/5 4 4/5

Asidik

Y1 1 5 5 5 5 5 5 4/5

Y3 3 5 5 5 5 5 5 4/5

Y5 5 5 5 5 5 5 5 4/5

Y7 7 5 5 5 5 5 5 4/5

Y9 9 5 5 5 5 5 5 5

Y12 12 5 4/5 4/5 4/5 5 4/5 5

Bazik

Y1 1 5 5 5 5 5 5 4/5

Y3 3 5 4/5 4/5 4/5 4/5 5 4/5

Y5 5 5 4/5 4/5 4/5 4/5 5 4/5

Y7 7 5 4/5 4/5 4/5 4/5 5 4/5

Y9 9 5 5 4/5 4/5 4/5 5 5

Y12 12 5 5 5 5 5 4/5 4/5

Asidik

V1 1 5 5 5 5 5 5 5

V3 3 5 5 5 5 5 5 5

V5 5 5 5 5 5 5 5 4

V7 7 5 4/5 4/5 4/5 5 4/5 4

V9 9 5 4/5 4/5 4/5 4/5 4/5 3/4

V12 12 5 4/5 4/5 4/5 4/5 4/5 4

Bazik

V1 1 5 5 5 5 5 5 4/5

V3 3 5 5 5 5 5 5 4/5

V5 5 5 4/5 4/5 4/5 5 5 3/4

V7 7 5 4/5 4/5 4/5 5 4/5 3/4

V9 9 5 4/5 4/5 4/5 5 4/5 3/4

V12 12 5 4/5 4/5 4/5 5 4/5 4

(25)

21

TARTIŞMA VE SONUÇ

Proje kapsamında, ön terbiye işlemleri yapılan pamuk, yün ve viskon kumaşların boyama reçetelerinde kullanılacak boyarmadde miktarı UV-VİS çalışması yapılarak spektrofotometrik yöntemle belirlenmiştir. Bu sayede bakır klorofil ile farklı lif türlerinin boyanabilirliğine yönelik optimum boyama konsantrasyonları belirlenmiştir. Boyanan kumaşların spektrofotometre kullanılarak renk ölçümleri gerçekleştirilmiş ve haslık testleri uygulanmıştır.

Elde edilen sonuçlar aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

 Boyama sonrasında boya banyosunda kalan BM konsantrasyonunun tespit edilebilmesi için öncelikle bakır klorofil boyarmaddesinin maksimum absorbans dalga boyu UV-Vis Spektrofotometre cihazı 400-800 nm aralıkta dalga boyu taraması yapılarak λmax = 626,5 nm tespit edilmiştir. Sırasıyla 1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 9 ve 12 ml/l bakır klorofil ile hazırlanmış çözeltiler UV-VIS spektrofotometresine konularak absorbans değerleri ölçülmüş ve konsantrasyonlarına karşılık absorbans grafiği (kalibrasyon eğrisi) çizilmiştir. Boyarmaddenin UV-Vis absorbans değerinin boya konsantrasyon artışı ile lineer olarak arttığı gözlenmiştir.

 Bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği yardımıyla pamuklu kumaş numunelerinin 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında banyoda kalan BM flottelerinden alınan örneklerin UV-Vis spektrofotometre cihazına okutulmuş ve boyama işlemleri sonrasında flottede kalan BM konsantrasyonları bulunmuştur. 7 ml/l BM konsantrasyonuna kadar yapılan boyamalarda, pamuklu kumaş numunelerinin boyama işlemleri sonrası flottede kalan BM konsatrasyonunun arttığı görülmektedir. Ancak bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen flottede kalan BM konsantrasyonunun artmadığı (kumaşın BM alımının stabil hale geldiği) gözlenmiştir.

 Bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği yardımıyla yünlü kumaş numunelerinin 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında banyoda kalan BM flottelerinden alınan örneklerin UV-Vis spektrofotometre cihazına okutulmuş ve boyama işlemleri sonrasında flottede kalan BM konsantrasyonları bulunmuştur. 3 ml/l BM konsantrasyonuna kadar yapılan boyamalarda, pamuklu kumaş numunelerinin boyama işlemleri sonrası flottede kalan BM konsatrasyonunun arttığı görülmektedir. Ancak bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen flottede kalan BM konsantrasyonunun artmadığı (kumaşın BM alımının stabil hale geldiği) gözlenmiştir.

 Bakır klorofil konsantrasyonu bilinen boyarmadde çözeltilerinden elde edilmiş olan kalibrasyon grafiği yardımıyla viskon kumaş numunelerinin 1 ml/l, 3 ml/l, 5 ml/l, 7 ml/l, 9 ml/l ve 12 ml/l konsantrasyonlardaki boya flotteleri ile gerçekleştirilen boyama işlemleri sonrasında banyoda kalan BM flottelerinden alınan örneklerin UV-Vis spektrofotometre cihazına okutulmuş ve boyama işlemleri sonrasında flottede kalan BM konsantrasyonları bulunmuştur. 7 ml/l BM konsantrasyonuna kadar yapılan

(26)

22

boyamalarda, pamuklu kumaş numunelerinin boyama işlemleri sonrası flottede kalan BM konsatrasyonunun arttığı görülmektedir. Ancak bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen flottede kalan BM konsantrasyonunun artmadığı (kumaşın BM alımının stabil hale geldiği) gözlenmiştir.

 Boyanan numunelerin CIELAB (L*, a*, b*, C ve h0) koordinatları değerleri Eksoy Kimya firması laboratuvarında bulunan spektrofotometre kullanılarak tespit edilmiştir.

Genel olarak L* değerleri incelendiğinde, boyama konsantrasyonu arttığında L*

değerlerinde bir düşüş meydana gelmiştir. Bu da bakır klorofil konsantrasyonu arttıkça rengin koyulaşması anlamına gelmektedir. Renk koyuluğunun pamuklu ve viskon kumaşlarda 7 ml/l BM konsantrasyonuna kadar, yünlü kumaşlarda 3 ml/l BM konsantrasyonuna kadar hızlı bir şekilde arttığı bu noktadan sonra boyama işleminde boya çözeltisinin BM konsantrasyonunun artırılmasına rağmen kumaşın renk koyuluğunun (L* değeri) stabil hale geldiği gözlenmiştir. Bu sonuçlar UV-Vis çalışmalarını destekler niteliktedir.

 Sürtünmeye karşı renk haslığı testi sonuçları incelendiğinde kuru sürtme haslıklarının yaş sürtme haslığına göre daha yüksek olduğu görülmektedir. Genel olarak yünlü numunelerin yaş sürtme haslıklarının pamuklu ve viskon kumaşların yaş sürtme haslıklarına göre daha yüksek olduğu ve BM konsantrasyonunun artması ile yaş sürtme haslık derecelerinin düştüğü gözlenmiştir.

 Pamuklu, yünlü ve viskon kumaşların çok lifli refakat bezini lekeleme değerleri incelendiğinde asidik ve bazik ter haslıklarının oldukça yüksek olduğu, kumaşlardaki renk değişimi incelendiğinde viskon kumaşların ter haslıklarının pamuklu ve yünlü kumaşlara nazaran nispeten düşük olduğu gözlenmiştir.

 Laboratuvarımızda gerçekleştirilemediği için dışarıdan hizmet alımı yoluyla yapılacak olan antibakteriyel aktivite tayini Covid-19 salgınından dolayı laboratuvarların çalışmaya ara vermesi nedeniyle yapılamamıştır.

KAYNAKLAR

Moore, S.B., Ausley, L.A., (2004). Systems thinking and green chemistry in the textile industry:

concepts, technologies and benefits, Cleaner Production, 12(6), 585-601

Hüseyin BENLİ, M. İbrahim BAHTİYARİ (2016). Pamuklu Kumaşların Ozon-Hidrojen Peroksit Kombinasyonu ile Ağartılması ve Doğal Boyalar ile Renklendirilmesi, Tekstil ve Mühendis, 23: 103, 189-196.

H T Deo, B K Desai, (1999). Dyeing of cotton and jute with tea as a natural dye, JSDC VOLUME 115, 224-227.

Rajni Singh, Astha Jain, Shikha Panwar, Deepti Gupta, S.K. Khare, (2005) Antimicrobial activity of some natural dyes, Dyes and Pigments, Volume 66, Issue 2, 99-102.

Kızıl, S., Kayabaşı, N., (2005). Muhabbet Çiçeğinin (Reseda Lutea L.) Boyama Özelliklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Çalışma, Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2005, 18(2), 195-200