Synteettisillä mineraali- tai öljypohjaisilla väriaineilla luodaan maailmassa suurin osa myös luonnon keskellä käytettävistä väreistä. Voisiko luontoympäristössä käyttää niiden tilalla suomalaisista kasveista saatavia luonnonväriaineita? Tätä kysymystä tutki opinnäytetyössään Suvi Jalkanen yhdessä HAMK Tech -tutkimusyksikön ja toimeksiantajayrityksen kanssa.
Väriaineita tavallisista kasveista
Kun väriaineiden syntetisointi yleistyi 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa, raakaöljypohjaiset synteettiset väriaineet syrjäyttivät perinteiset värjäysmenetelmät. Vaikka siis suomalaisilla kasveilla värjääminen voi kuulostaa kaukaa haetulta ajatukselta, se onkin hyvin vanha keksintö. Esimerkiksi pajun kuorella on tiettävästi värjätty tekstiilejä jo satoja vuosia sitten. Kuorten lisäksi myös puiden muita osia on käytetty värjäämisessä pitkään: kuusen havuja ja lepän kuorta on käytetty kankaiden värjäämisessä iät ajat.
Puuvartisilla kasveilla värjäämisen salaisuus on kuumavesiuutossa, jossa kasviaineksesta liukenee veteen värjääviä tanniineja ja flavonoideja. Kasvimassan tanniinit ja flavonoidit ovat useimmiten rusehtavia, mutta lopulliseen väriin voidaan vaikuttaa eri resepteillä, uutto-olosuhteilla tai esimerkiksi puretteilla kuten alunalla. Näin vaikkapa pajun kuorista on pystytty saamaan ruskean lisäksi myös keltaista, punaista ja vihreää väriä.
Luonnonmukaiset värit – luonnonmukaiset sovellukset
Suvi Jalkasen opinnäytetyössä (Kasvipohjaisten väriaineiden säänkesto, 2022) tutkittiin, voisiko kasvipohjaisista väriaineista valmistaa biohajoavaa mutta muutaman viikon ulko-olosuhteita kestävää maalia väliaikaiseen merkitsemiseen luontoympäristössä. Maalit sekoitettiin kasveista uutetuista ruskeista väriaineista sekä toimeksiantajan tarjoamasta liuottimesta. Maalien säänkestoa testattiin viikon ajan laboratoriossa ksenon-valotuslaitteessa sekä ulkona puukiekkojen pinnalla kevättalvisessa säässä. Myös maalien imeytyvyyttä puukiekkoihin ulko-olosuhteissa tutkittiin. Kaikkien ruskeiden luonnonväreistä sekoitettujen maalien säänkestoa vertailtiin teollisuudessa yleisesti käytettyihin kirkkaansiniseen ja pinkkiin maaliin.
Tutkimuksessa päädyttiin siihen, että luonnollisista väriaineista sekoitetun maalin säänkesto voidaan saada tarvittaessa jopa paremmaksi kuin vastaavien synteettisten maalien. Mikäli maalista tarvitaan nopeasti biohajoavaa, voidaan luonnonväreistä tehdä eri reseptiä käyttämällä myös säänkestoltaan heikompaa maalia. Vaikka ruskealla luonnonvärillä ei saatu aikaan yhtä kirkasta huomioväriä kuin synteettisillä sinisellä ja pinkillä, parhaat luonnonvärimaaleista erottuivat verrokkivärejä paremmin puun pinnalta säärasitustestien jälkeen. Eri maalien imeytyvyydessä puuhun ei havaittu eroja.
Mitä seuraavaksi?
Opinnäytetyö on valmistunut ja tulokset on luovutettu tilaajayritykselle, joka arvioi tulosten perusteella jatkotoimenpiteitä. Vaikka väriaineen värjäysominaisuudet ja imeytyvyys olivat kohtuullisia, väriaineen valmistusprosessin ja maalin koostumuksen optimoinnille on tarvetta. Myös väriaineen myrkyttömyys, tasalaatuisuus ja kohtuullinen hinta tulisi selvittää ennen käyttöönottoa.
Vastaavia luonnonväriaineita ei tällä hetkellä tuoteta laajassa mittakaavassa, joten arvoketjun puute tekee väriaineen hankkimisesta haastavaa yrittäjille. Varmaa on toistaiseksi vain, että kelvollisten luonnonvärien valmistaminen halvoista raaka-aineista on edelleen kiinnostava tutkimuskohde ja voisi parhaimmillaan tarjota edellytykset suotuisalle liiketoiminnalle.
Kirjoittajat:
Juha Jordan, väitöstutkija, HAMK Tech
Suvi Jalkanen, opinnäytetyön tekijä
