KN-blogi-kuva2_small.png

Suomalaisen luonnonindigon ympäristöystävällinen käyttö ja värinkesto

Kerttu Tolmunen ja Niina Niinimäki selvittivät käsityötieteen pro gradu –tutkielmissaan suomalaisen, värimorsingosta (Isatis tinctoria) saatavan luonnonindigon värjäysprosessin ympäristöystävällisyyttä ja värjättyjen materiaalien käytettävyyttä. Niinimäen tarkastelussa olivat kolmella eri morsinkolajikkeella sekä pelkistysmenetelmällä värjättyjen puuvillanäytteiden värjäystulokset sekä värinkestot ja Tolmunen perehtyi erilaisten värimorsingolla värjättyjen tekstiilimateriaalien pesunkestoon.

Väri parantaa tuotteen ulkonäköä ja houkuttelevuutta, sekä lisää sen markkina-arvoa. Väri vaikuttaa luonnollisesti tuotteen ulkonäköön, ja onnistunut värjäystulos on osa tekstiilien laadukasta viimeistelyä. Se, että käytetty väriaine on käyttäjälleen turvallinen vaihtoehto, on eräs tärkeä kriteeri tuotteen laadun kannalta. Tekstiilejä värjätessä on myös huomioitava värin pysyvyys. Luonnonväriaineilla on tapana haalistua ajan kuluessa, mutta indigo säilyttää värinsä hyvin.

Indigo onkin ollut historiallisesti ja on edelleen yksi ihmiskunnan tärkeimmistä sinisen värin lähteistä. Indigovärjäykseen liittyy kuitenkin ympäristölle haitallisia menetelmiä. Synteettistä indigoa valmistetaan öljyn jalostuksen sivutuotteista ja valmistusprosessissa käytetään ympäristölle haitallisia kemikaaleja. Väriaineena luonnonindigo olisi synteettistä indigoa ekologisempi vaihtoehto, mutta luonnonindigon käyttäminen ei välttämättä takaa ympäristöystävällistä värjäysprosessia. Indigolla värjättäessä käytetään kyyppimenetelmää, joka perustuu väriaineen hapetus-pelkistysreaktioon, ja indigon pelkistyksessä useimmiten käytetään natriumditioniittia, joka on ympäristölle haitallista. Tämän vuoksi myös värjäysmenetelmien tutkiminen ja kehittäminen itse väriaineen lisäksi on tärkeää.

Morsinkolajikkeiden ja uuttomenetelmien vaikutus väriin Niinimäen tutkielmassa

Niina Niinimäki tarkasteli pro gradu -tutkielmassaan puuvillan värjäämistä Suomessa kasvatetusta morsingosta (Isatis tinctoria) saatavalla indigolla. Vertailtavana oli kolmea eri morsinkolajiketta, joista indigon esiasteet eristettiin uuttamalle ne lämpimään veteen kolmella hieman toisistaan poikkeavalla menetelmällä. Indigo pelkistettiin vesiliukoiseen muotoonsa fruktoosilla ja glukoosilla, sekä vertailunäytteisiin natriumditioniitilla. Värjäystulosta ja värin hankauksen ja vesipesun kestoa tarkasteltiin morsinkolajikkeen, uuttomenetelmän ja pelkistyksen suhteen. Tavoitteena oli löytää ympäristöystävällinen indigovärjäysmenetelmä, joka sopii erityisesti kotivärjärille ja käsityön opetukseen.

Ympäristöystävällisempiä indigon pelkistysmenetelmiä on tutkittu melko paljon, ja eri sokereiden kykyä pelkistää indigoa on tarkasteltu aiemminkin. Useimmat pelkistämiseen liittyvät tutkimukset ovat kuitenkin keskittyneet joko synteettisen tai Indigofera-suvun kasveista peräisin olevan indigon pelkistämiseen. Koska luonnonindigo sisältää aina jonkin verran epäpuhtauksia, oli tarkastelu mielenkiintoinen tehdä myös nimenomaan Suomessa kasvatetulle morsingolle. Eri uuttomenetelmien vaikutusta indigon saantoon on tutkittu myös jonkin verran aiemminkin, mutta eri morsinkolajikkeiden eroja on tutkittu vähemmän.

Eri uuttomenetelmien vertailussa tarkasteltiin uuttoajan sekä lehtien pilkkomisen vaikutusta värjäystulokseen ja värinkestoon. Kokonaisilla lehdillä ja lyhyellä uuttoajalla (10 min) saatiin kaikkein heikoimmat värjäystulokset. Lehtien pilkkominen ja uuttoajan kasvattaminen puoleen tuntiin paransivat värjäystulosta selvästi. Lehtien pilkkomisen ja uuttoajan pidentämisen myötä väriliemessä kasvoi kuitenkin indigon lisäksi myös erilaisten epäpuhtauksien pitoisuus, sillä tällä liemellä värjätyt näytteet olivat CIELAB-asteikolla tarkasteltuna vihreämpiä ja keltaisempia kuin verrokkinsa. Vesipesussa nämä näytteet kuitenkin haalistuivat vähiten ja muuttuivat väriltään sinisemmäksi. Oletettavasti lehtien pilkkominen vapautti niistä muun muassa keltaisia flavonoideja, jotka kuitenkin peseytyivät näytteistä pois vesipesussa.

KN-blogi-kuva4_small-1.png
Luonnonindigolla värjätyt näytteet. Kuva: Kerttu Tolmunen

Eri morsinkolajikkeista suurin kokonaisvärinmuutos ja tummimmat värjäysnäytteet saatiin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen MTT:n (nyk. Luonnonvarakeskus) vuoden 2002 riviväli- ja siemenmääräkokeesta peräisin olevalla lajikkeella. Tämän lajikkeen värjäysnäytteet olivat kuitenkin verrokkejaan keltaisempia ja vähemmän sinisiä, joskin erot olivat pieniä eivätkä ne olleet tilastollisesti merkitseviä. Todennäköisesti tässä lajikkeessa oli siis enemmän paitsi indigon esiasteita, myös muita väriaineita, kuten keltaisia flavonoideja. Olisikin mielenkiintoista tutkia myös näiden muiden väriaineiden määriä eri morsinkolajikkeilla. Lajikkeiden vertailusta olisi myös hyvä tehdä jatkotutkimusta, sillä tämän tutkimuksen lehtimateriaali päästiin keräämään vasta aivan kasvukauden lopussa, jolloin indigon esiasteiden määrä on morsingon lehdissä jo selvästi vähentynyt. Tämän tarkastelun perusteella ei voida päätellä, oliko nyt parhaan värjäystuloksen antaneessa lajikkeessa alun perinkin eniten indigon esiasteita, vai vähenivätkö ne vain lehdistä hieman hitaammin kuin kahdella muulla lajikkeella. Pesun- ja hankauksenkeston testeissä morsinkolajikkeilla ei ollut eroja.

Indigon pelkistys onnistui sekä fruktoosilla että glukoosilla, mutta värjäystulokset olivat vaaleampia ja vähemmän sinisiä kuin natriumditioniitilla pelkistettyjen liemien värjäysnäytteet. Fruktoosin ja glukoosin välillä ei värjäystuloksissa ollut merkittäviä eroja. Vesipesun keston testeissä fruktoosi sai sen sijaan hieman muita pelkistimiä parempia arvosanoja niin värin haalistumisen kuin tahrivuudenkin osalta. Vaikka sokereilla pelkistettyjen liemien värjäystulokset olivatkin natriumditioniittia vaaleampia, voisi sokeripelkistys olla toimiva vaihtoehto esimerkiksi käsityönopetukseen, kun ei haluta käyttää ympäristölle haitallisia kemikaaleja.

Morsingolla värjättyjen tekstiilien värinkesto sekä ihanteellinen pesuohje

Kerttu Tolmusen tutkimuksen tavoitteena oli selvittää suomalaisella värimorsingolla värjättyjen tuotteiden värin hankauksen- ja vesipesunkestoja, sekä löytää mahdollisimman hyvä pesuohje värimorsingolla värjätyille tuotteille.

KN-blogi-kuva1_small-2.png
Tolmusen tutkielman testeissä käytetyt materiaalit. Kirkas sininen neulos on happoväreillä värjätty vertailunäyte. Kuva: Kerttu Tolmunen

Tutkituista näytteistä kolme oli valmiita kaupallisia tuotteita ja kolme indigoväriaineella koevärjättyjä materiaaleja. Kaikki näytteet olivat kudottuja kankaita ja materiaaliltaan villaa (n=1), silkkiä (n=3), puuvillaa (n=1) ja pellavaa (n=1). Näytteille tehtiin standardien SFS-EN ISO 105-X12:2003 värin hankauksenkesto sekä SFS-EN ISO 105-C06:1997 värin vesipesunkesto koti- ja pesulapesussa mukaiset testit. Näiden lisäksi värin vesipesunkestoa selvitettiin muuntamalla standardia ja pesemällä näytteet 20 °C ja 40 °C lämpötiloissa kolmella eri pesuaineella. Pesuaineet olivat Erisan herkälle iholle (pH=8,7), BioLuvil wool & silk (pH=7,3) ja Ole hyvä eco & vegan (pH=8,2). Kaikki pesuaineet soveltuvat valmistajien mukaan herkille materiaaleille. Näytteiden värinmuutos ja tahrivuus arvioitiin standardien mukaisten harmaa-asteikkojen avulla. Värinmuutoksia eri pesuissa tarkasteltiin myös mittaamalla näytteiden värit ennen pesuja ja niiden jälkeen CIELab-värinmittauslaitteella. Näytteiden saamia värinkestojen arvoja verrattiin myös synteettisellä happovärillä värjättyyn suomenlampaan villalankaan, jolle suoritettiin samat testit.

KN-blogi-kuva3_small-1.png
Luonnonindigolla värjätystä langasta neulottu pinta on luonnonvärille ominaiseen tapaan aavistuksen epätasaisen värinen. Kuvassa standardin mukaisesti pesty näytetilkku verrattuna alkuperäiseen. Kuva: Kerttu Tolmunen

Pääsääntöisesti tummista tekstiileistä irtosi hangatessa enemmän väriä kuin vaaleammista. Synteettisellä väriaineella värjätty vertailunäyte sai hankauksenkeston testissä arvosanan 4/5 (asteikolla 1-5, jossa 5 on paras arvosana) niin kuiva kuin märkähankauksessa. Osa luonnonindigolla värjätyistä näytteistä sai tätä paremmat arvot, joten synteettinen väriaine ei siis ainakaan hankauksenkeston kannalta ole olennaisesti parempi vaihtoehto kuin luonnonväriaine.

Synteettiseen väriaineeseen verrattaessa luonnonindigon värinkesto-ominaisuudet (niin hankauksen kuin vesipesunkesto) olivat osassa testejä jopa paremmat. Erityisesti pellavaisissa ja puuvillaisissa kankaissa luonnonindigolla värjätyt värit pysyvät hyvin eivätkä tahrineet testikankaita juuri lainkaan.

Tämän tutkimuksen perusteella ja värinkeston näkökulmasta värimorsingolla värjätyt tuotteet, erityisesti villaiset ja silkkiset materiaalit, kannattaa pestä materiaaleille soveltuvalla pesuaineella, jonka pH on lähellä neutraalia. Puuvillassa ja pellavassa väriaine pysyi yhtä hyvin niin standardin mukaisessa (pH 10, lämpötila 40 oC) kuin hellävaraisemmassakin (pH 7-8, lämpötila 20 oC) pesussa. Pesuaineen pH vaikuttaa värin pysyvyyteen herkissä materiaaleissa. Tutkimuksesta valituista pesuaineista yksikään ei ollut ylitse muiden, eikä suoraa yhteyttä värinkeston ja pesuaineiden eri pH-arvojen välillä ollut havaittavissa.

Pesulämpötila vaikutti värin pysyvyyteen siten, että kylmemmissä pesuissa värit eivät muuttuneet juuri lainkaan. Ainoastaan näyte 5, puuvilla, jonka väri muuttui kaikissa pesuissa aavistuksen verran, muutti väriään aavistuksen vaaleammaksi myös 20 °C pesuissa (värinmuutoksen arvo 4/5). Myös villalanka (näyte 2) muutti väriä 20 °C lämpötilassa BioLuvil-pesuaineella pestäessä (värinmuutoksen arvo 4/5). Tämän tutkimuksen tulosten pohjalta voidaan sanoa, että värimorsingolla värjättyjen tuotteiden värit pysyvät paremmin viileässä (20 oC) lämpötilassa pestessä.

Tutkimus antoi osviittaa siitä, että suomalainen luonnonindigo on todella varteenotettava vaihtoehto synteettisten väriaineiden rinnalle. Tutkimusta aiheeseen liittyen on kuitenkin syytä jatkaa ja syventää, sekä tarkastella laajemmin suomalaisten indigoväriaineiden pesunkestoja. Yksittäisessä pesussa värit näyttävät säilyvän hyvin, mutta arvokasta olisi myös tutkia kuinka värit pysyvät tekstiilissä, kun tuotteita pestään useammin.

Kirjoittajat:

Niina Niinimäki, kasvatustieteiden maisteri (käsityötiede).

Niinimäki, N. (2020). Puuvillan indigovärjäys morsingolla (Isatis tinctoria) : Morsinkolajikkeen, uuttomenetelmän ja pelkistimen vaikutus värjäystulokseen ja värinkestoon. (pro gradu -tutkielma, Helsingin yliopisto)

Kerttu Tolmunen, kasvatustieteiden maisteri (käsityötiede).

Tolmunen, K. (2020). Suomalaisella värimorsingolla (Isatis tinctoria) värjättyjen tekstiilimateriaalien värinkestot. (pro gradu -tutkielma, Helsingin yliopisto)

Pääkuva: Näytetilkut kiinnitettyinä testikankaaseen (Tolmusen tutkielmassa). Kuva: Kerttu Tolmunen

Jaa
FacebookTwitter