XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Тайны природных красителей на хлопке

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Медведев П.Е. 1Воевода Д.С. 1

---

1МБОУ ОЦ "ФЛАГМАН"

Гончарова Е.В. 1

---

1МБОУ ОЦ "ФЛАГМАН"

Работа в формате PDF

2.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Отчего же красок столько в мире?

Думал ты когда-нибудь об этом?

Ну надо же, цвета подобраны с такой любовью, будто кто-то в них души не чаял.

к/ф «Звёздочки на Земле»

С древних времён цветовая палитра природы восхищала человечество. Изначально люди могли лишь любоваться ускользающей и быстро преходящей красотой и разнообразием природных красок. Со временем людям удалось продлить жизнь цветам с помощью природных красителей. Современный мир богат изобилием красок, люди научились привносить их во все сферы своей жизни, будь то живопись, предметы интерьера, посуда, игрушки и ткани для одежды. Последним и будет уделено внимание в нашем исследовании.

Всё чаще встаёт вопрос безопасности и экологичности красителей, используемых в производстве предметов потребления. В связи с этим фокус внимания смещается на использование натуральных, нетоксичных и возобновляемых компонентов для минимизации вреда для планеты и человека. Более того, растёт спрос на эксклюзивные товары и поддержку локальных производителей. А те, в свою очередь, помимо использования безопасных красителей, открывают для себя переделку и реставрацию вещей, казалось бы, изживших свой срок, давая им «вторую жизнь». Этим объясняется актуальность данного исследования: сохранение природы, и поддержка малых национальных предпринимателей, использующих природные красители в своих работах, а именно в хлопковой мануфактуре.

Проблема: Производство химических красителей вредно для экологии и здоровья человека. Вещи, утерявшие свой первоначальный вид, оказываются на свалке. Это ведёт к увеличению отходов, что также сильно вредит планете и человеку.

Объект исследования: природные (растительные) красители, хлопчатобумажная ткань.

Предмет исследования: способы окрашивания ткани природными красителями.

Гипотеза: если растения обладают красящими веществами, получится ли у нас покрасить ткани и использовать эти ткани для «спасения» старой одежды?

Цель: исследовать поведение природных красителей на ткани как со вспомогательными веществами (протравой), так и без них, на личном опыте.

Задачи:

- выбрать и собрать природные красители;

- выбрать и подготовить протравы;

- провести эксперимент по окрашиванию хлопчатобумажной ткани горячим и холодным способами;

- описать полученные результаты;

- с помощью взрослых сшить юбку и жилет из старых джинсов, используя прокрашенную ткань.

Методы:

- эксперимент;

- наблюдение;

- сравнение;

- анализ полученных результатов.

1. Основная часть

1.1 Изучение и выбор природных красителей для эксперимента

Природные (растительные) красители добывают из красильных растений, которые в своих органах и тканях содержат красящие вещества¹, например, куркума, каркаде, лук, морковь и другие.

На протяжении многих веков растительные красители были единственным источником получения стойкого цвета. В России с 16 века начали появляться письменные источники, содержащие информацию о красильных растениях и технологиях их применения в текстильной промышленности². В ходе использования растений для окрашивания тканей, были выявлены полезные свойства окрашенных тканей. Например, если покрасить ткань куркумой, то такая ткань будет обладать заживляющими, противовоспалительными и антиоксидантными свойствами³. Среди полезных свойств некоторых красителей также можно выделить дезодорирующий эффект, а есть даже те, с помощью которых можно добиться эффекта отпугивания насекомых (кора сосны)⁴.

Несмотря на то, что с появлением синтетических красителей, интерес к природным красителям угас на некоторые время, сейчас становится очевидным преимущество возвращения к растительным красителям, так как они:

- безопасные и гипоаллергенные,

- возобновляемые (в отличие от синтетических, для производства которых используется нефть),

- нетоксичны в производстве и утилизации,

- дают широкую палитру глубоких и мягких оттенков, обладающих успокаивающим эффектом.

В ходе нашего исследования были выбраны следующие растения для горячего способа окрашивания: лишайник, чайный гриб, кофе, малина, смородина, чай каркаде, дикий виноград, черника, черноплодная рябина, куркума. При их выборе мы руководствовались доступностью красителей и разнообразием вариантов оттенков, которые удастся получить. Для холодного способа окрашивания были выбраны свёкла, кислица, папоротник, петрушка, ягоды черной смородины, облепихи, клюквы.

1.2. Протравы для эксперимента. Способы окрашивания. Способы окрашивания

Протрава или фиксатор красителя — это вещество, используемое для закрепления (то есть связывания) красителей на тканях⁵. Протравы используют для того, чтобы получать разные оттенки и даже цвета, используя один и тот же краситель. Еще они нужны для закрепления цвета на ткани, для более равномерного окрашивания. Они также удаляют загрязнения с поверхности тканей⁶. Среди природных протрав можно выделить соль, уксус, соду, настой ржавчины, рассол квашеной капусты, медный купорос и другие.

Для того, чтобы выявить способность одного красителя давать целую палитру оттенков, было решено выбрать три протравы: соду, уксус и медный купорос.

Нами были выбраны три способа окрашивания тканей – горячий способ с применением протравы, горячий способ без применения протравы и холодный способ без применения протравы.

Горячий способ окрашивания с протравой подразумевает медленное вываривание ткани в воде с красителем, затем замачивание в протраве и промывание образца в проточной воде.

Горячий способ окрашивания без протравы опускает стадию применения протравы, ткань после вываривания промывается и высушивается.

Холодный способ окрашивания проводится с помощью выбивания сока растения на ткани с помощью молотка, либо с помощью нанесения сока растения на ткань с помощью резных деревянных печатей.

2. Практическая часть

   1. Окрашивание горячим способом с протравой и без протравы

В данной части исследования мы поэтапно проследим за процессом окрашивания ткани с протравой и без. Иллюстрацию результатов окрашивания всеми видами выбранных красителей см. в Приложении 1. Для наглядности горячего способа окрашивания добавлены иллюстрации окрашивания тканей с помощью кофе и куркумы (см. Приложение 2).

Этап 1. Подготовка (рис. 1, Приложение 2)

- Материал – хлопок, пряжа.

- Краситель (куркума порошок – 1 ст.л. (столовая ложка), кофе -2 ст.л.).

- Протравы – сода, уксус, медный купорос, 1 ст.л.

- Вода.

- Перчатки.

- Кастрюля.

- Ложка.

Этап 2. Вываривание (рис. 2, Приложение 2)

- Опускаем образцы ткани в холодную воду с красителем.

- Варим на медленном огне, иногда помешивая.

Этап 3. Вымачивание в протраве (рис. 3, Приложение 2)

- Разводим протраву в воде.

- Прополаскиваем образцы ткани.

- Опускаем в раствор с протравой на 10 минут.

- Выкладываем ткань на пленку для просушивания.

- Получаем три образца ткани, окрашенных с использованием протравы и один образец ткани, окрашенный без протравы (справа рис. 4, Приложение 2).

Этап 4. Результат (рис.5, Приложение 2)

В результате мы видим, что на конечный цвет ткани сильно повлияли протравы. Особенно сильно отличаются оттенки ткани, окрашенной куркумой в иллюстрируемом эксперименте. Сода дала глубокий цвет ржавчины, а уксус помог ткани обрести яркий жёлтый цвет.

Таким образом, один краситель может быть использован для создания целой палитры оттенков (эксперимент с кофе) и разных цветов (эксперимент с куркумой).

1. 2. Окрашивание холодным способом с молотком и печатью

В данной части исследования мы поэтапно проследим и проиллюстрируем (способ 1 см. в Приложении 3, способ 2 см. в Приложении 4) процесс окрашивания холодным способом двух видов:

1) выбивание сока растения на ткани молотком;

2) нанесения сока на ткань деревянной печатью («набойкой»).

Способ 1. Нанесение эко-печати на ткань с помощью молотка

Этап 1. Подготовка (рис.1, Приложение 3)

- Материал - хлопок.

- Краситель (петрушка, ягоды черной смородины, облепихи, клюквы).

- Разделочная доска.

- Пакет или лист пергаментной бумаги.

- Молоток.

Этап 2. Выбивание (рис.2, Приложение 3)

- На ткань раскладываем природные красители.

- Накрываем пакетом или пергаментной бумагой.

- Выбиваем молотком.

- Высушиваем окрашенную ткань.

Этап 3. Результат (рис.3, Приложение 3)

В результате эксперимента мы увидели, что сок растений, попадая глубоко в структуру ткани, хорошо передаёт ей свой природный цвет. Получаются неповторимые, красивые узоры.

Способ 2. Нанесение эко-печати на ткань с помощью набойки

Этап 1. Подготовка (рис.1, Приложение 4)

- Материал - хлопок.

- Краситель (свекла, черника).

- Соковыжималка.

- Набойка.

Этап 2. Печать (рис.2, Приложение 4)

- Из природного красителя с помощью соковыжималки получаем сок.

- Раскладываем на столе ткань.

- Обмакиваем печать в сок и делаем оттиск на ткани.

- Высушиваем ткань.

Этап 3. Результат

В результате проведенного эксперимента мы познакомились с одним из древнейших способов нанесения рисунка на ткань. Благодаря нему можно наносить орнамент на материал в любом количестве.

Заключение

В ходе данной работы был поднят вопрос актуальности и возможности окрашивания хлопчатобумажных тканей растительными красителями с помощью разных способов (горячий и холодный).

Экспериментальным путём было доказано, что растительные красители эффективно окрашивают ткань, придавая ей разнообразные оттенки в зависимости от использования или неиспользования протрав и в зависимости от способа окрашивания. Гипотеза о возможности окрашивания ткани с помощью природных красителей и использовании такой ткани для пошива одежды была успешно подтверждена и проиллюстрирована (см. Приложение 5).

Библиографический список литературы

1. Губанов И. А. и др. Дикорастущие полезные растения СССР / отв. ред. Т. А. Работнов. — М.: Мысль, 1976. — 360 с.

2. Королюк Е. А. История изучения красильных растений в России. //В кн. «Костюм и текстиль пазырыкцев Алтая (IV—III вв. до н. э.)» Ред. Н. В. Полосьмак, Л. Л. Баркова.- Новосибирск: ИНФОЛИО, 2005. — 232 с. (Глава в монографии, С. 202—205.)

3. Международный союз теоретической и прикладной химии ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. — Золотая книга, 1997. – с. 2072

4. Интернет-ресурс. Куркума, лечебные свойства. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%83%D1%80%D0%BA%D1%83%D0%BC%D0%B0#%D0%9B%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0

5. Интернет-ресурс. Майя М.Ф., Мур С.Дж. Средства от насекомых на растительной основе: обзор их эффективности, разработки и тестирования. (март 2011 г.): https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.c78523e2-65c8a193-ca9bb2b1-74722d776562/https/www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3059459/

6. Интернет-ресурс. Искусство красить ткани: Гайд по натуральным красителям https://dzen.ru/a/ZS46wXqKjhX4Meqy

Приложения

Приложение 1

Рисунок 1. Образцы ткани, окрашенные с использованием протрав и без них.

Приложение 2

Рисунок 1. Подготовка материалов.

Рисунок 2. Процесс вываривания.

Р исунок 3. Процесс вымачивания в протраве.

Рисунок 4. Выкладывание образцов ткани для просушки (слева направо: сода, медный купорос, уксус и вода)

Рисунок 5. Конечный результат, ткань высохла.

Приложение 3

Рисунок 1. Подготовка материалов для выбивания сока растений с помощью молотка.

Рисунок 2. Выбивание сока растения на ткань с помощью молотка.

Рисунок 3. Результат окрашивания ткани холодным способом с помощью молотка.

Приложение 4

Рисунок1. Подготовка набойки для нанесения эко-печати.

Рисунок 2. Нанесение эко-печати на ткань с помощью набойки.

Приложение 5

Рисунок 2. Ткани, окрашенные горячим способом с помощью протрав и без (слева направо: уксус, медный купорос, сода, вода и солевой раствор).

Рисунок 1. Старые джинсы.

Рисунок 3. Результат использования окрашенных тканей для пошива юбки из старых джинсов.