Investigation of the Dyeability of Cotton Fabrics with Plant-Based Food Colorings

Öz

Dyestuffs are used in almost every industry. However, synthetic dyestuffs have negative effects on the environment and human health. Therefore, in recent years, environmentally friendly natural dyestuffs are come into prominence, especially in textile industry. These dyestuffs can be soil, clay or plant based. Natural dyes can be used in cosmetics and pharmacy, solar cells, food coloring and as a pH indicator, apart from the textile industry. The processed products in the food industry are colored in order to increase their sales appeal on the consumer. However, as in the textile industry, the demand for natural, plant-based dyestuffs in the food sector is increasing day by day. Within the scope of the study, 100% cotton woven fabric was dyed according to the exhoustion method using beet root, black carrot, turmeric and chlorophyll powder food dyes. Alum and iron (II) sulfate mordants were used in dyeings at two different dye concentrations, 1% and 10%. The mordanting process was carried out in two ways as pre-mordanting and simultaneous mordanting. Color measurements of yellow, brown, green, beige and gray fabrics obtained as a result of dyeing and fastness to washing, water, dry and wet rubbing were checked. In the color measurements, it was observed that the best color depth was obtained with the pre-mordanting processes, while it was determined that the beet root decolorized with temperature. Considering the washing fastness of the fabrics with the highest color depth for each dye, the best results were obtained in chlorophyll and beet root. In the water fastness of the same fabrics, all results are 3/4 and above, except for the color staining (CS) value of only turmeric. In terms of rubbing fastness, the fastness of dyes other than turmeric is at least 4. As a result, it can be said that the use of plant-based food colorings in textiles is promising.

Anahtar Kelimeler

• Natural dyeing in textile
• chlorophyll
• black carrot
• beetroot
• turmeric

Pamuklu Kumaşların Bitki Bazlı Gıda Boyaları İle Boyanabilirliğinin Araştırılması

Öz

Boyarmaddeler hemen hemen her sektörde kullanılmaktadır. Ancak sentetik boyarmaddelerin çevre ve insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri vardır. Bundan dolayı son dönemlerde özellikle tekstil sektöründe çevre dostu doğal boyarmaddeler ön plana çıkmıştır. Bu boyarmaddeler toprak, kil, bitki bazlı olabilmektedir. Doğal boyalar tekstil sektörü dışında kozmetik ve eczacılıkta, güneş pillerinde, gıda renklendirmede ve pH indikatörü olarak kullanılabilmektedir. Gıda sektöründe kullanılan boyarmaddelerin amacı işlenmiş gıda ürünlerinin tüketici gözünde albenisini arttırmaktır. Ancak tekstil sektöründe olduğu gibi gıda sektöründe de doğal, bitki bazlı boyarmaddelere olan talebin her geçen gün arttığı görülmektedir. Çalışma kapsamında %100 pamuk dokuma kumaş pancar, kara havuç, zerdeçal ve klorofil toz gıda boyaları kullanılarak çektirme metoduna göre boyanmıştır. Boyamalarda %1 ve %10 olmak üzere iki farklı boyarmadde konsantrasyonunda şap ve demir (II) sülfat mordanları kullanılmıştır. Mordanlama işlemi ön ve eş zamanlı olmak üzere iki şekilde gerçekleştirilmiştir. Boyamalar sonucunda elde edilen sarı, kahve, yeşil, bej ve gri renkli kumaşların renk ölçümleri ve yıkama, su, kuru ve yaş sürtme haslık kontrolleri yapılmıştır. Renk ölçümlerinde en iyi renk veriminin ön mordanlama prosesleriyle elde edildiği görülürken, pancarın sıcaklıkla bozunduğu tespit edilmiştir. Her boya için renk verimliği en yüksek kumaşların yıkama haslıklarına bakıldığında en iyi sonuç klorofil ve pancarda elde edilmiştir. Aynı kumaşların su haslıklarında yalnızca zerdeçalın kirletme (CS) değeri dışında tüm sonuçlar 3/4 ve üzeridir. Sürtme haslıklarında ise zerdeçal dışındaki boyaların haslıkları en az 4 değerindedir. Sonuç olarak gıda boyalarının tekstilde kullanımının umut vadettiği söylenebilir.

Anahtar Kelimeler

• Tekstilde doğal boyama
• klorofil
• kara havuç
• pancar
• zerdeçal

Kaynakça

1. Batool F., Iqbal N., Azeem M., Adeel S., & Ali M. (2019). Sustainable dyeing of cotton fabric using black carrot (daucus carota l.) plant residue as a source of natural colorant. Pol. J. Environ. Stud., 28(5), 3081-308.
2. Benli H. (2020). Coloration of cotton and wool fabric by using bio-based red beetroot (beta vulgaris l.). Journal of Natural Fibers.
3. Demirci, Ş. N., Metin, B. & Demirci, M. (2022). Antosiyanin Stabilite Artırma Metotları: Fenolik Kopigmentasyonu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (38), 276-281.
4. Ghoreishian S. M., Maleknia L., Mirzapour H. & Norouzi M. (2013). Antibacterial properties and color fastness of silk fabric dyed with turmeric extract. Fibers and Polymers, 14(2), 201-207.
5. Hosen, M. D., Rabbi, M. F., Raihan, M. A. & Al Mamun, M. A. (2021). Effect of turmeric dye and biomordants on knitted cotton fabric coloration: A promising alternative to metallic mordanting. Cleaner Engineering and Technology, 3.
6. Khatri A., Peerzada M. H., Mohsin M. & White M. (2015). A review on developments in dyeing cotton fabrics with reactive dyes for reducing effluent pollution. Journal of Cleaner Production, 87, 50–57.
7. Martins N., Roriz C., L., Morales P., Barros L. & Ferreira, I. C. F. R. (2017). Coloring attributes of betalains: A key emphasis on stability and future applications. Food and Function, 8(4), 1357-1372.
8. Nabi, B. G., Mukhtar, K., Ahmed, W., Manzoor, M. F., Ranjha, M. M. A. N., Kieliszek, M., Bhat, Z. F. & Aadil, R. M.(2023). Natural pigments: Anthocyanins, carotenoids, chlorophylls, and betalains as colorants in food products. Food Bioscience, 52.

9. Onal A., Tombul K. C. & Nached S. (2020). Investigation of dyeing properties of different fabric species with curcuma longa exracts. Revue Roumaine de Chimie, 65(11), 983-988.
10. Önal, A. (1996). Extraction of Dy action of Dyestuff F estuff From Madder Plant ( Rubia tinct om Madder Plant ( Rubia tinctorum L.) orum L.) and Dyeing of W eing of Wool, Feathered-Leather and Cott ed-Leather and Cotton. Turkish Journal of Chemistry, 20(3), 204-213.
11. Özyurt V. H., Saralı H. & Ötleş S. (2019). Betalain ekstraktlarının gıdalarda kullanım olanakları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(7), 864-870.
12. Park, J.(1993). Instrumental colour formulation: A practical guide. West Yorkshire, UK: The Society of Dyers and Colourists.
13. Rahman M., Ireen S., Biswas J. & Alam N. (2020). Effects of different mordants used in turmeric dyeing with cotton fabric. International Journal of Innovation and Applied Studies, 29(4), 1184-1188.
14. Ravichandran K., Saw N. M. M. T., Mohdaly A. A. A., Gabr A. M. M., Kastell A., Riedel H., Cai Z., Knorr D. & Smetanska I. (2013). Impact of processing of red beet on betalain content and antioxidant activity. Food Research International, 50, 670–675.
15. Rodriguez D. B. (2016). Natural food pigments and colorants. Current Opinion in Food Science, 7, 20-26. Stintzing F. C. (2004). Functional properties of anthocyanins and betalain in plants, food, and in human nutrition. Trends in Food Science & Technology, 15, 19-38.
16. Tilak J. C., Baneriee M., Mohan H. & Devasagayam T. P. A. (2004). Antioxidant availability of turmeric in relation to its medicinal and culinary uses. Phytother. Res., 18, 798–804.
17. Turgay Ö. & Çelik E. (2016). Kırmızı biberden pigment ekstraktsiyonunda kullanılan yöntemler. KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19(3), 184-188.
18. URL-1 ISO 105-C06:2012 A2@40oC. Textile test for colour fastness – Part C06: Colour fastness to domestic and commercial laundering, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
19. URL-2 ISO 105-E01:2013. Textile test for colour fastness – Part E01: Colour fastness to water, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
20. URL-3 ISO 105X12:2006. Textile test for colour fastness – Part X12: Colour fastness to rubbing, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
21. URL-4 What is CIELAB Color Space?[“What is CIELAB Color Space?” [Online]. Available: https://www.hunterlab.com/blog/what-is-cielab-color-space/.
22. Yılmaz Şahinbaşkan, B., Karadağ, R. & Torgan, E. (2018). Dyeing of silk fabric with natural dyes extracted from cochineal (Dactylopius coccus Costa) and gall oak (Quercus infectoria Olivier). Journal of Natural Fibers, 15(4), 559-574.