XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Цветовые оттенки черники
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение
Настоящим ценителям хендмейда очень нравится идея красить ткань натуральными продуктами без применения химических веществ. Это занятие очень веселое и, хотя занимает время, зато почти не требует денег.
У природных красителей не существует соперников по создаваемому ими богатству оттенков и полутонов. Растительные пигменты дают такие глубокие и мягкие цвета, которые даже при большой интенсивности не смотрятся кричаще. Ткани, окрашенные такими красителями, при стирке не линяют, не выгорают на солнце, безопасны для здоровья.
Сегодня интерес к растительным краскам растет с каждым днем, чему немало способствовала модная волна "экологического мышления", направленная на использование безвредных для человека и природы ресурсов.
В качестве красящего сырья могут использоваться все части растений: корни, листья, цветки, плоды, но следует помнить, что интенсивность окраски напрямую зависит от времени сбора растений.
При работе с натуральными красителями важно помнить о том, что главное - экспериментировать. В зависимости от того, какое количество ингредиентов вы возьмете, и сколько времени вы будете держать ткань в воде - цвет будет отличаться.
Большинство красящих веществ, содержащихся в природном сырье, требует для прочного соединения с волокном обработки ткани или пряжи солями различных металлов, главным образом алюминия, меди, хрома, железа и олова. Соли этих металлов хорошо поглощаются текстильными материалами из водных растворов и при крашении, соединяясь с красителями, образуют на волокнах прочные цветные соединения разных оттенков, называем лаками. Нанесение солей металлов на текстильные волокна называется в технике крашения протравливанием, а соли металлов - протравами.
1.1.Актуальность темы:
Чудесное занятие по настоящему волшебству – окрашивание ткани, когда на твоих глазах цвет ткани приобретает различные оттенки с помощью природных красителей, содержащихся в этих растениях. Не предсказуемый до конца результат и очень-очень интересный процесс! Техника для экспериментаторов и живущих в гармонии с природой.
Моя же история этого невероятного погружения в волшебный мир эко крашения материалов началась относительно недавно. И сказать, что я полюбила это дело - ничего не сказать. Оно завораживает, волнует, а порой, и просто приводит в восторг!
Невероятно красива природа заполярной Мурманской области, Кольского полуострова - самой северо-западной территории России. Вследствие географических условий природа этого региона очень специфична. Особенно капризна и ветрена осень. Капризна и прекрасна. Северные растения, как бы бросая вызов суровому климату, радуют глаз человека яркими праздничными красками.
Черника – “королева” северных широт. О пользе черники известно с незапамятных времен. История использования черники на Руси берет свое начало еще со времен язычества. Она всегда была почитаемым целебным средством шаманов и знахарей. Они наделяли ее чудодейственными свойствами, исходя из своего многолетнего опыта.
Я очень люблю шить, заниматься лоскутной техникой. Иногда очень трудно найти материал определённого, нужного оттенка. Этой осенней порой, собирая чернику, я решила поэкспериментировать в окрашивании тканей этой ягодой, тем более для работы мне были необходимы оттенки синего цвета.
1.2. Цель:
1.Изучить свойства природного красителя – черники.
Задачи:
1.Изучить литературу о природных красителях.
2.Получить растительный краситель из черники.
3.Провести исследования по окраске ткани красителем черники разными способами.
4.Установить зависимость окрашивания ткани от времени воздействия красителя, от видов протрав.
5.Показать применение окрашенной ткани в изделиях.
Объект исследования:растительный краситель - черника.
Предмет исследования:окрашивание ткани.
Гипотеза: при использовании красителя черники, ткань окрашивается в синий цвет.
1.3. Практическая направленность работы
Во многих направлениях деятельности сегодня человечество возвращается к истокам и традициям. И техника окрашивания ткани природными красителями - скорее возврат к истокам, новый взгляд на традиционные решения, чем новшество, но тем ни менее, результаты завораживают... Каждый раз с нетерпением ждёшь, волнуешься, и сердце трепещет, что же получится?.. Рисунок каждый раз абсолютно неповторимый, уникальный и всегда неожиданный. А общее ощущение - комфортное погружение в мир природы, слияние, доверие и тепло.
1.4 Методы:
1.поиск и анализ литературы
2. проблемно-поисковый
3. сравнительный
4. деятельно-продуктивный
II. Крашение естественными красителями в домашних условиях.
2.1. Подготовка текстильных материалов к крашению.
Материал, предназначенный для крашения, должен обладать хорошей смачиваемостью. Ткань, окрашенная без предварительной тщательной подготовки, дает, как говорят специалисты «непрокрас».
Хлопчатобумажные и льняные ткани и нити кипятят перед окрашиванием для улучшения смачиваемости. Неотбеленный хлопчатобумажный или льняной материал перед крашением отваривают в течение 1 часа в таком растворе: на 1 л воды 2 - 3 г стиральной соды и несколько кусочков (≈ 5 г) хозяйственного мыла. При этом вода должна полностью покрывать ткань (на 100 г материала - 3 л воды). После стирки материал прополаскивают 2 - 3 раза в теплой воде до полного исчезновения мыла, которое мешает равномерной окраске.
2.2.Способы крашения.
Холодным способом;
Этот способ делается без нагрева ткани. Ягоды просто заворачиваются в материал. Такой метод работы долгий, немного грязный, но можно использовать и холодный отвар ягод, с последующим замачиванием ткани на время.
Горячий способ;
Этот метод более сложный и долгий, при этом на каждом этапе выполнения работы есть свои нюансы. В этом способе ткань нагревают, после чего получаются удивительные цвета, созданные практически самой природой. В большинстве случаев превосходит даже искусственные красители.
2.3. Способы протравки.
Протрава - (закрепитель краски), в процессах окрашивания - химические вещества, взаимодействующие с красителем или окрашиваемыми тканями для «закрепления» красителя на ткани, в результате чего краска практически не вымывается.
Виды протрав:
1.Предварительная протравка. Закрепитель растворяют в воде, и ткань кипятят в растворе 15—20 минут. Затем ткань перекладывают в холодный отвар красителя и кипятят около часа.
2.Протравка и окраска проходят одновременно. Прежде чем опустить материал или пряжу в отвар натурального красителя, тщательно растворяют закрепитель и лишь, потом в полученный раствор помещают чистую мокрую ткань. Кипятят на слабом огне 40—60 минут.
З. Последующая протравка. Ткань кипятят в отваре красителя около часа. Затем вынимают ее, добавляют в отвар закрепитель и кипятят еще 30 минут. Раствор для протравки готовят следующим образом: на 100 г материала берут 2—3 литра воды, около 4 г квасцов. В своей работе будем использовать протравы, которые можно найти дома.
III. Проведённые исследования
3.1. Подготовка текстильного материала для исследований.
Для проведения исследования мы взяли новую хлопчатобумажную ткань – бязь. Сначала всю ткань декатировали для улучшения смачиваемости. Следующий шаг: всю ткань разрезали на отрезки шириной 25см длиной 150см.
Предварительная протравка:
1 часть ткани – отваривали в течение 1 часа в таком растворе: на 1 литр воды 2-3 грамма пищевой соды.
2 часть ткани – отваривали в течение 1 часа в таком растворе: на 1 литр воды 2-3 грамма кальцинированной соды.
3 часть ткани – отваривали в течение 1 часа в таком растворе: на 8 стаканов 100 граммов соли.
4 часть ткани – отваривали в течение 1 часа в таком растворе: на 1 литр воды 10 граммов уксуса.
При этом вода полностью покрывала ткань (на 100г материала 3л воды). После отваривания материал прополаскивали 2-3 раза в теплой воде до полного исчезновения растворов. Таким образом, получилось 4 вида ткани, протравленной разными веществами (см. Приложение I)
3.2 Холодный способ окрашивания.
Из литературных источников мы выяснили, какие холодные способы можно использовать в домашних условиях для окрашивания ткани.
1 способ – использование свежих (замороженных) ягод, сока.
2 способ - приготовление отвара из ягод, с последующим остыванием.
Результаты окрашивания тканей 1 холодным способом.
Для проведения 1 способа была взята ткань, предварительно протравленная пищевой содой.
1.На ткань выложили ягоды, накрыли 2 слоем ткани, разминали ягоды скалкой, мяли ткань в руках. Результаты: очень грязная техника; неровное окрашивание ткани – пятнами; трудно отмывать ягоды от ткани.
Результаты использования разных закрепителей в 1 холодном способе.
Для закрепления куски ткани были взвешены – по 11 грамм (ткань 25*30см).
Вывод: Ткань, предварительно протравленная пищевой содой, окрасилась таким холодным способом не равномерно. Для закрепления цвета мы использовали разные закрепители. После проведения опытов, мы сделали вывод: наиболее эффективно закрепляет цвет столовый уксус, в остальных случаях цвет вымывается, теряется. При закреплении пищевой и кальцинированной содой цвет меняется на синий, серо-синий в мокром состоянии (см. Приложение II, Приложение III).
Результаты окрашивания тканей 2 холодным способом.
Для проведения опытов была взяты ткани, протравленные кальцинированной содой, столовым уксусом (9%) и солью. Для приготовления холодного отвара из ягод, необходимо взвесить ткань. Вес ткани составил – 280 грамм. Ягод взяли тоже 280 грамм. Ягоды кипятили 1 час, когда отвар настоялся и остыл, процедили через сито. Замочили куски ткани в холодном отваре на 12 часов. Независимо от предварительного протравливания цвет у всех тканей был одинаковым ярко малиновый.
Вывод:Образцы тканей, предварительно протравленные кальцинированной содой, столовым уксусом и солью, реагируют практически одинаково на разные закрепители. После проведения опытов, мы сделали вывод: наиболее эффективно закрепляет цвет столовый уксус, становится ярче. При закреплении солью цвет приобрел светло-фиолетовый оттенок, при закреплении пищевой и кальцинированной содой цвет меняется на синий, серо-синий в мокром состоянии (см. Приложение IV, V).
3.3 Горячий способ окрашивания.
1 способ – приготовление отвара из ягод, замачивание ткани в горячем отваре;
2 способ – кипячение ткани в отваре из ягод.
Результаты окрашивания тканей 1 горячим способом.
Для проведения опытов была взята ткань, протравленная кальцинированной содой, столовым уксусом (9%) и солью.
1 способ: Для приготовления горячего отвара из ягод, необходимо взвесить ткань. Вес ткани составил – 350 грамм. Ягод взяли тоже 350 грамм. Ягоды кипятили 1 час, когда отвар был процежен, замочили куски ткани в горячем отваре на 1 час. Независимо от предварительного протравливания цвет у всех тканей был однородным, одинаковым ярко малиновый. После полоскания в воде, цвет не изменился.
Вывод: Образы тканей, предварительно протравленные кальцинированной содой, столовым уксусом и солью, реагируют практически одинаково на разные закрепители. После проведения опытов, мы сделали вывод: наиболее эффективно закрепляет цвет столовый уксус, становится ярче. При закреплении солью цвет приобрел светло-фиолетовый оттенок, при закреплении пищевой и кальцинированной содой цвет меняется на синий, серо-синий в мокром состоянии (см. Приложение VI, VII).
Результаты окрашивания тканей 2 горячим способом.
Для проведения опытов была взята ткань, протравленная кальцинированной содой. Для приготовления горячего отвара из ягод, взвесили ткань. Вес ткани составил – 140 грамм. Ягод взяли тоже 140 грамм. Ягоды кипятили 1 час, когда отвар был подготовлен, процедили. Замочили ткань в отвар, варили 1 час. Цвет получился у ткани однородным, ярко розовый. После полоскания в воде, цвет не изменился.
Вывод: После проведения опытов, мы сделали вывод: наиболее эффективно закрепляет цвет столовый уксус, становится ярче. При закреплении солью цвет приобрел светло-фиолетовый оттенок, при закреплении пищевой и кальцинированной содой цвет меняется на синий, серо-синий в мокром состоянии (см. Приложение VIII).
Результаты окрашивания тканей 2 горячим способом (отваривание ткани с ягодами).
Для проведения опытов была взята ткань, протравленная пищевой содой и столовым уксусом. Для приготовления горячего отвара из ягод, взвесили ткань. Вес ткани составил – 280 грамм. Ягод взяли тоже 280 грамм, положили ткань и залили водой. Отвар кипятили 1 час. Цвет получился у ткани однородным, ярко розовый. После полоскания в воде, цвет не изменился.
Результаты использования разных закрепителей во 2 горячем способе.
При закреплении цвета пищевой и кальцинированной содой, цвет ткани становится от серого до темно-серого в мокром состоянии. При закреплении столовым уксусом и солью, ткань приобретает розовый цвет. Обработали 1 образец хозяйственным мылом, цвет ткани тоже стал светло-серым.
Вывод: При применении горячих способов окрашивания, ткань окрашивается быстрее, ровнее, даже при кипячении с ягодами. Образы тканей, предварительно протравленные разными способами, реагируют практически одинаково на разные закрепители. Наиболее эффективно закрепляет цвет столовый уксус, становится ярче. При закреплении солью цвет приобрел светло-фиолетовый оттенок, при закреплении пищевой и кальцинированной содой цвет меняется на синий, серо-синий (см. Приложение IX).
3.4 Изготовление изделий из окрашенных тканей.
Главным результатом нашей работы стало то, что из окрашенных тканей мы изготовили изделия для интерьера.
Таким образом, для создания уникального эко интерьера с техникой окрашивания тканей растениями можно делать: подушки, салфетки, пасхальные и новогодние веночки, декоративные мешочки для хранения трав и многое другое (см. Приложение X).
Уход за природно - окрашенными тканями.
Природный краситель, который содержится в растениях очень стойкий. Но есть несколько нюансов по уходу за такими тканями:
стирать только руками, допускается машинная стирка, но при деликатном режиме и температуре воды не более 30 градусов;
категорически запрещено замачивать изделия;
нельзя для стирки использовать хлорсодержащие средства;
сушить только в тени без попадания прямых солнечных лучей на материал.
IV. Заключение
Для проведения опытов, была использована только хлопчатобумажная ткань – бязь, но предварительно протравленная разными закрепителями. В ходе работы мы показали, что можно использовать разные способы окрашивания ткани: холодный и горячий. Даже при отваривании с ягодами ткань окрасилась равномерно. Все зависит от потраченного времени и желания.
Наша гипотеза, что ткань приобретает синий цвет при окрашивании черникой, не подтвердилась.
При пользовании разных закрепителей, можно получить даже разные цвета:
1.Оттенки серого цвета при закреплении пищевой и кальцинированной содой, мылом.
2.Оттенки малинового, розового цвета при закреплении столовым уксусом.
3.Оттенки фиолетового цвета при закреплении солью.
В этом году мы начали изучать химию. С точки зрения химии: пищевая (NaHCO3) и кальцинированная сода (CaO), мыло 72% - это щелочная среда, столовый уксус CH3COOH(9%) – кислая среда, соль (NaCl) – нейтральная. Оказывается, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки, синий сок черники содержат растворенные в клеточном соке антоцианы. Антоцианы – это гликозиды, возникающие при соединении различных сахаров с циклическими соединениями, называемыми антоцианидинами. Содержатся антоцианы в клеточном соке (вакуолях), значительно реже – в клеточных оболочках. В присутствии щелочи в молекулах антоцианов происходит перегруппировка двойных и ординарных связей между атомами углерода, что приводит к образованию нового хромофора – в щелочной среде антоцианы приобретают синий или сине-серый цвет. При действии минеральных и органических кислот антоцианы образуют соли красного, при действии щелочей – синего цвета. На цвет антоцианов влияет также способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами. Именно поэтому у нас получились такие цвета!
При высыхании цвет у окрашенной ткани становится светлее, немного теряется первоначальный цвет после стирки. Об этом надо помнить! Поэтому, использование окрашенных тканей для изготовления одежды не является практичным, но обновить старую одежду окрашиванием можно.
Ткани, окрашенные черникой, подойдут для таких видов рукоделия, как лоскутная техника, изготовление кукол, вышивании крестом, когда необходимо окрасить канву в разные цвета для придания фона картинам.
Для окрашивания очень подходят хлопчатобумажные ткани после многократной стирки (они лучше впитывают натуральный краситель), поэтому мы даём новую жизнь старым вещам, что с точки зрения экономии, экологии очень важно. Наш девиз: «Не сори, а твори». Такое времяпрепровождение хорошо снимает усталость и помогает раскрыть творческий потенциал.
Работа с данными советами делает эту технологию доступной и популярной для заинтересованных ею людей. Был проведён мастер-класс для учащихся 8-х классов «Использование ягоды черники при окрашивании ткани», на котором были представлены изделия из окрашенных тканей. Остались образцы тканей для дальнейшей работе с лоскутом, которые помогут показать неповторимые цветовые переходы.
Как оказалось занятие окрашивания тканей очень веселое и, хотя занимает время, зато почти не требует денег, безвредное, и может давать реально хороший эффект. Описать все рецепты окрашивания ткани не представляется возможным в одной работе. Да, и как показывает практика, мнения авторов из разных источников часто расходятся, даже в самых старинных книгах. Это говорит лишь о том, что красить ткань, как и писать картины – все в руках художника! Смешение красок, время выдержки, различная обработка ткани перед крашением, дает совершенно разные результаты при использовании одинаковых компонентов. Следующим нашим шагом в исследовании этой техники – использование приёмов техники горячий батик для получения различных узоров на ткани!
V. Литература:
1.Андреева С.Ю., Солянкина Н.Л. Рекомендации к организации исследовательской работы учащихся. Красноярск: ККИПКР, 2000;
2.Прокофьева Л.Б. Открытые образовательные технологии: исследовательская деятельность школьников. Школьные технологии, 2006, № 4, с. 108-114.
3.Мельников Б.Н., И.Б.Блинчева «Теоретические основы технологии крашения волокнистых материалов». М.:Химия,1978
4.Раимкулова Ю.Д., Семенецкий М.И. Растительные красители. Технология окраски тканей в период с IX-XI в.в. на территории Самбийского полуострова
5. Соловьёв Ю.И. «Всеобщая история химии». М.:Наука,1980
6. Химия и жизнь (Cолтеровская химия, часть II)/ под ред. Тарасовой Н.П. – М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1997
Приложение I
Приёмы работы
Предварительная протравка ткани Подготовленные (промаркированные) ткани
Закрепители
П ищевая сода Кальцинированная сода
Столовый уксус
Приложение II
Холодные способы
1 способ:
Разминание ягод
Окрашенная ткань
Закрепление цвета
Приложение III
Результаты закрепления цвета в 1 холодном способе.
Пищевая и кальцинированная сода Уксусная кислота, соль
Сахар, жидкое мыло Цвет образцов в мокром состоянии
4
5
Приложение IV
2 холодный способ:
Взвешивание ягод и ткани
Тара для процеживания отвара Ткань, замоченная в холодном отваре ягод
Приложение V
Результаты использования разных закрепителей во 2 способе холодного окрашивания.
Пищевой содой Столовым уксусом
Кальцинированной содой Солью
Приложение VI
Горячие способы
1 горячий способ:
Взвешивание ягод и ткани Процеживание отвара из ягод
Готовый отвар Замачивание в растворе на 1 час
Окрашенные ткани Ткани после полоскания в воде
Приложение VII
Результаты использования разных закрепителей в 1 способе горячего окрашивания.
Пищевой содой Столовым уксусом
Кальцинированной содой Солью
Приложение VIII
Горячие способы
2 горячий способ:
Взвешивание ткани
Отваривание ткани в приготовленном отваре из ягод
Результаты использования разных закрепителей во 2 способе горячего окрашивания.
Пищевая и кальцинированная сода Столовый уксус и соль
Приложение IX
Отваривание ткани в отваре с ягодами
Пищевая и кальцинированная сода Столовый уксус и соль
Приложение X
Изделие из тканей, окрашенных красителем черникой
Салфетка (лоскутная техника, приём «флик-флек»