XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
SPRAY DRYER KULLANILARAK ELDE EDİLEN DOĞAL BOYALAR
İLE PAMUKLU KUMAŞLARIN BOYANMASI
Duygu Değirmenci1, Birkan Salim Yurdakul1, Tuğçe Uysal1, Tülin Aşkun2
1
Sun Tekstil A.Ş., Ar-Ge Merkezi, İzmir (TURKEY)
2
Balıkesir Üniversitesi, Biyoloji Bölümü
[email protected],
ÖZET
Doğal renklendiriciler bitkisel ve hayvansal kaynaklı olmak üzere elde edilen maddeler olup, değişik
materyallerin renklendirilmesinde kullanılmaktadır. Günümüzde uygulama büyük oranda sentetik boyar
maddeler ile karşılanmaktadır. Ancak son zamanlarda doğal ürünlere olan ilginin tekrar artması nedeniyle doğal
boya çalışmaları tekrar gündeme gelmiştir.
Anahtar Kelimeler: Spray Dryer, Boyama, Toz, Doğal Boya
1. GİRİŞ
Proje kapsamında yapılan bu çalışmanın diğer çalışmalardan en büyük farkı atık kabul edilen
doğal boyaların Spray Dryer cihazı kullanılarak toz hale getirilmesidir. Böylece mevcut
durumlarda ki sürdürülebilirlik, tekrarlanabilirlik, depolanamama gibi sorunlar ortadan
kaldırılmış olacaktır.
Bu çalışma kapsamında atık özellik gösteren doğal boyalar su ve/veya etanol gibi çeşitli
çözgenler ile ekstrakte edilmiş ve elde edilen ekstraksiyonlar Spray Dryer (püskürtmeli
kurutucu) cihazı kullanılarak laboratuvar ortamında toz hale getirilmiştir. Spray Dryer
kullanılarak doğal boyarmaddelerin üretimi tekstil sektörü için bir ilki teşkil etmektedir.
Proje kapsamında elde edilen toz doğal boyalar ile uygun boyama prosesinde boyamalar
yapılmıştır. Çalışma kapsamında yapılan diğer çalışmalara kısaca bakacak olursak;
Tutak ve Korkmaz( 2012), yaptıkları çalışmada 5 gr organik pamuk flotte oranı: 1/20 olacak
şekilde 5 gr doğal boya ile boyanmıştır[1].
Vankar ve ark (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 haslık değerleri de
iyi çıkmıştır[2].
Tutak ve Benli (2008), yaptıkları çalışmada bazı meyve ve bitkilerden elde edilen doğal
boyar maddeler yün liflerini farklı tonlarda iyi bir şekilde boyayabildiğini göstermiştir[3].
Proje kapsamında yapılan bu çalışmanın diğer çalışmalardan en büyük farkı atık kabul edilen
doğal boyaların Spray Dryer cihazı kullanılarak toz hale getirilmesidir.
Çalışmalarda %100 pamuk süprem ve ribana kaliteleri kullanılmıştır.
Boyamalarda ön mordanlama prosesi kullanılmış olup renk verimi için 60 C de ve 96 C de
sıcaklıklar kullanılmıştır.
131
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
Yapılan boya denemelerinden birkaç örneği Şekil 1 ve 2 de görebilirsiniz.
Şekil 1: Ceviz kabuğu ile boyanmış numune
Şekil 2: Çam kabuğu ile boyanmış kumaş numune
2. MATERYAL- METOT
2.1. Materyaller
% 100 pamuklu süprem ve ribana kumaşlar, aşağıda isimleri belirtilen bitkiler ile boyanmıştır.
Ekstraksiyon aşamasında elde edilen çözeltilerin saklanmasına dikkat edilmelidir.
Ekstraksiyonlar doğrudan ışıktan korunmuştur. Proje kapsamında kullanılan bitki isimleri
aşağıda belirtilmiştir.
1.
Juglans regia (ceviz kabuğu ve yaprak)
2.
Pinus brutia ( çam kabuğu)
3.
Punica granatum ( nar kabuğu)
4.
Rhamnus petiolaris (cehri meyve ve yaprak)
5.
Pistacia terrebinthus ( menengiç yaprak)
2.2. Ektraksiyon Yöntemi
Ekstraksiyon işlemi öncesi kullanılacak bitkiler iyice kurutulmalı ve öğütülmelidir. Daha
sonra su, etanol, metanol gibi uygun çözgenler yardımıyla ekstrakte edilir[4]. Su ile
ektraksiyon sırasında Soxhlet cihazı kullanılabilir[5]. Etanol de ise bitki etanol içerinde uygun
süre uygun koşullarda bekletilir. Süzülür ve daha sonra Spray Dryer cihazı kullanılarak uygun
şartlarda kurutulur.
132
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
2.3. Kurutma Yöntemi
Kurutma işleminde Spray Dryer kullanılmıştır. Lab ortamında elde edilen ektraktlar kurutulur.
Spray Dryer cihazı birçok çözgenin kurutulmasında oldukça yaygın kullanılmaktadır. Liquid
droplets are atomized by nozzle device and sprayed into a hot drying gas. Spray dryer can be
used in a wide range of applications where the production of a free-flowing powder sample is
required. Spray Dryer kullanım alanı oldukça geniş olup aşağıda buna bir kaç örnek
verilmiştir.
• İçeceklerde• Renklendiricilerde • Parfümlerde • Polimerlerde ve reçinelerde
•Sabun ve deterjanlarda • İlaçlarda • Süt & yumurta ürünlerinin eldesinde
• Bitki ve sebze ektraktının kurutulmasında • BM eldesinde • Yiyecek maddelerinde •Tekstil
sanayinde
2.4. Mordanlama ve Boyama Yöntemi
3 farklı boyama yöntemi bulunmaktadır. Bunlar;
 Ön mordanlama
 Birlikte mordanlama
 Sonradan mordanlama
3 farklı yönteminde kendine ve kullanılan bitkiye göre farklı avantajları bulunmaktadır.
Çalışma kapsamında yapılan denemeler sonunda en uygun yöntemin ön mordanlama yöntemi
olduğuna karar verilmiş olup renk verimliliği en fazla bu boyama da elde edilmiştir.
Mordanlama ve Boyama grafiği ise;
Flotte oranı: 1/20
Kumaş: 5 gr, % 100 pamuk, süprem ve ribana
Mordan: Demir Sülfat, Bakır Sülfat, Demir sülfat ve Tartarik asit, KAl(SO4)2.12H2O
Boyamalarda mordanlama ve boyama sıcaklığı 60 ve 96 C olacak şekilde 2 farklı sıcaklıkta
yapılmış ve sıcaklığın renk verimliliği üzerine etkisi olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada diğer
çalışmalardan farklı olarak toz doğal boyalar kullanılmıştır.
Çalışmada zemin düzgünlüğü için (abrajı önlemek için) mordanlama sonrası ve haslık
değerlerinin iyi olması için de boyama sonrası iyi bir yıkama yapılmıştır.
3. BULGULAR VE TARTIŞMA
Çalışmalarda %100 pamuklu kumaş 5 farklı bitki ile boyanmış ve en iyi sonuçların Menengiç
de elde edildiği tespit edilmiştir. Menengiç toz doğal boya eldesinde en kolay çalışabilir
bitkidir. Kurutma ve renk verimliliği diğer bitkilere göre daha yüksektir. Kullanılan bitkiler
genel de sarı, kahve renkler vermekle birlikte bu durum kullanılan mordan maddesine göre
değişebilmektedir. Boyamalar sonucunda kumaşların renk değerleri ölçüldüğünde aşağıdaki
sonuçlar elde edilmiştir. Boyalı kumaşa ait L, a ve b değerleri şekil 3 de verilmiştir.
133
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
Şekil 3: Boyalı kumaşın renk değerleri
4. SONUÇ
Günümüzde her ne kadar boyamalarda sentetik boyalar kullanılıyor olsa da doğal
boyamaların yeri her zaman ayrı olacaktır. Boyalar % 100 organik ürün üretimi ile
birleştirildiğinde bu Pazar payı için çok büyük bir alana sahip olacaktır. Üstelik çalışmalarda
kullanılan bitkilerin çoğu atık özellikte olduğu için atıkların tekrar kullanımını sağlayacaktır.
Doğal boyaların kullanım alanını arttırmak için yapılması gereken en önemli şey tıpkı sentetik
boyalar gibi toz formata getirmektir. Böylece en büyük sorun olan tekrarlanabilirlik,
sürdürülebilirlik gibi sorunlar ortadan kaldırılmış olunacaktır. Bunun için çalışmalar özellikle
yurt dışında yürütülmektedir. Doğal boyaların toz forma getirilmesi sırasında kullanılan
yöntemlerin hepsi endüstrinin kullanımına yatkın, ekonomik ve kolay olmalıdır. Bu çalışma
kapsamında da doğal boyalardan toz boya elde etmek için spray dryer cihazı kullanılmış ve
denemelerin başarılı olduğu fark edilmiştir.
5.KAYNAKLAR
[1] TUTAK, M., E., Korkmaz, ‘Environmentally Friendly Natural Dyeing of Organic Cotton’,
Journal of Natural fibers, 9:1, 51-59.
[2] VANKAR, P., R., SHANKER, S., WİJAYAPALA, ‘Dyeing of cotton, wool and silk with extract
of Allium Cepa’, Pigment and Resin Technology, Vol. 38 Iss: 4 pp. 242 – 247.
[3] TUTAK, M., H., BENLİ, ‘Bazı Bitkilerden Elde Edilen Doğal Boyar Maddelerin Yünü Boyama
Özelliğinin İncelenmesi’, Erciyes Unıversıty, Faculty of Engineering, Departmant of Textile
Engineering, Mustafa Çıkrıkçıoğlu, Vocational High School, Kayseri, 2008.
[4] ÖNAL, A., ‘ Ektraction of Dyestuff From Onion (Allium cepa L.) and its Application in the
Dyeing of Wool, Feathered – Leather and Cotton’, Faculty of Arts and Sciences, department of
chemistry, Gaziosmanpaşa University, Tokat.
[5] GOODARZIAN, H., E., EKRAMİ, ‘ Wool dyeing with Extracted Dye from Pomegranate (
Punica granatum L.) Peel’, Young Research Club, Islamic Azad University, Jouybar Branch, Iran.
134
Download

spray dryer kullanılarak elde edilen doğal boyalar ile pamuklu