Doğal renklendiriciler bitkisel ve hayvansal kaynaklı olmak üzere elde edilen maddeler olup, değişik materyallerin renklendirilmesinde kullanılmaktadır. Bitkiler, genellikle suyla ekstrakte edildiklerinde daha az renkli bileşik verirler. Doğal boyaların elde edilme maliyetleri sentetik boyaların elde edilme maliyetleri ile kıyaslandığında daha pahalı olduğu saptanmış ve bu durum sentetik boyaların daha yaygın kullanılmasına neden olmuştur. Ancak doğal boyalar sentetik boyalara göre önemli avantajlara sahiptir. Bu avantajlar; toksik ve kansorejen olmamaları ve biyobozunabilirliğe sahip olmalarıdır. Dahası; doğal boyalar çevre kirliliğine neden olmazlar ve atık su problemi teşkil etmezler.
Tarihçe
Doğal boyacılığın ilk hammaddeleri boyarmadde özelliğine sahip bazı taş, toprak ve maden çeşitleri ile bazı yumuşakça ve böcek türleridir. Daha sonra bitkilerin çiçekleri, yaprakları, meyveleri ya da bazen tamamı boyamacılıkta kullanılmaya başlanmıştır. M.Ö 3500 yılına ait arkeolojik buluntularda indigo boyalı ürünlere(İndigofera) rastlanmıştır (Şekil 2.1.a). MÖ 3000 yılına ait iki adet kırmızı renkli pamuk elyafından yapılmış para kesesindeki kök boya (Rubia tinctorium) olduğu belirlenmiştir.
Şekil 2.1. İndigofera ve Rubia Tinctorium
Eski Mezopotamya‘da MÖ 3000 yıllarına ait kil tabletlerde kırmızı renk veren kermes böceğine ait buluntular elde edilmiştir (Şekil 2.2.a). Deniz salyangozlarından elde edilen mor boyanın kullanımına yaklaşık MÖ 1800 ile 1600‘lerde Akdeniz Sahillerinde başlanmıştır (Şekil 2.2.b). Mısır‘da, mor renk ancak Helenistik döneminde güç simgesi olarak benimsenmiştir. MÖ 1500 yıllarında Hindistan‘da lak böceği kırmızı renk elde etmede kullanılmıştır (Şekil 2.2.c). Koşinil böceğinin Meksika‘da yerliler tarafından boyamalarda kullanımı MÖ 1000‘li yıllara kadar geriye gitmektedir. Koşinil ile boyama tekniği önce Avrupa‘ya sonra da Asya‘ya getirilmiştir.
Şekil 2.2. Kermes Böceği (a), Deniz Salyangozu (b), Lak Böceği (c) ve Koşinil Böceği (d)
Kalk, zincifre, mangan oksit ve çeşitli bakır tuzları antik dönemde duvar resimlerinde kullanılan ilk mineral esaslı doğal boyalardı.
Şekil 2.3. Antik Dönem Doğal Boyalı Duvar Resmi
Doğal Boyarmaddelerin Sınıflandırması
Hayvanlardan Gelen Boyalar
Sınırlı sayıda rengin elde edildiği bu grubun boyalarından, “karmen kırmızısı” rengi, kırmızı (Cochenille) bitkisinin üzerinde yaşayan bir böcekten elde edilmiştir (Dactylopius coccus – Central America), Porphyrophora polonica (Central Europe), “Hint sarısı” rengi, Hindistan ve Çin gibi bölgelerde yaşayan deve ve fillerden, mor dikenli deniz salyangozundan (purpur/pelagia), kermes (Coccus ilicis ya da Kermes ilicis); ve lak (Kerria lacca Kerr) böceklerinin dişilerinden kırmızı ve mor renkler elde edilmektedir.
Bitkilerden Gelen Boyalar
Bitkisel boyar maddeler, doğada yetişen otsu yada çalı türü bitkilerin kök, kabuk, yaprak, çiçek yada tohumlarından ekstraksiyon yöntemiyle elde edilir. Ülkemizde boya amacıyla kullanılan birçok bitki vardır. Aspir (Carthamus tinctorius), at kestanesi (Aesculus hippocastanum), cehri (Rhamnus tinctoria Rhamnus petiolaris), mürver (Sambucus nigra), kantaron (Hypericum scabrum), ceviz (Juglans regia L.)kırmızı soğan (Allium cepa) ve çivit otu (Isatis tinctoria)bazı önemli boya bitkileridir.
Minerallerden Gelen Boyalar
Kalk, zincifre, mangan oksit ve çeşitli bakır tuzları antik dönemde duvar resimlerinde kullanılan ilk mineral esaslı doğal boyalardı. Hidratlı alüminyum oksit ve silis karışımı üzerine, hidratlı demir oksidin etkimesiyle elde edilen aşı boyası rahibelerin elbiselerinin renklendirilmesinde ve bağlayıcı olarak sakız ile birlikte duvar resimlerinde kullanılmıştır
Mikrobiyal ve Fungal Orijinli Boyalar
Bazı bakteriler sekonder metabolitler olarak renkli maddeler üretirler. Bacillus Brevibacterium, Flavobacterium, Achromobacter, Pseudomonas ve Rhodococcus spp. pigment üreten bakterilerin arasındadır. Likenlerin ve mantarlar dünyanın bazı diğer bölgelerinde ve Avrupa’da renklendirici kaynağı olarak kullanılmıştır. Likenlerden elde edilen mor boya Orchil, yumuşakçalardan elde edilen pahalı mor boyaya daha ucuz bir alternatif olarak mor tonlarının elde edilmesinde kullanılmıştır(Şekil 2.5). Likenlerin elde edilen Orchil ve turnusol renklendirici yüksek bitkilerde bulunmaz.
Şekil 2.5. Doğal Boya Elde Edilen Letharia columbiana Likeni
Mantardan elde edilen boyalar 1970’lerden beri popüler olmuştur. Mantarların yoğun meyve organlarına sahip bazı Cortinarius türleri renkli ve en iyi mantar boyalardır (Şekil 2.6). Bu pigmentlerin doğal ve sentetik liflerin boyanmasında kullanıldığı araştırmalar vardır. Boyama özelliği olan birçok liken ve mantarların listesi ve kimyasal yapıları belirlenmiştir
Şekil 2.6. Doğal Boya Elde Edilen Cortinarius semisanguineus Mantarı
T.C.
MARMARA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
Hazırlayan; Bervan Demir
Danışman; Doç.Dr. Erhan Sancak
İstanbul 2018