«Окрашивание тканей в домашних условиях»

VII региональный конкурс исследовательских работ и творческих проектов дошкольников и младших школьников “Я – исследователь“

Секция: естествознание (неживая природа)

Окрашивание тканей в домашних условиях

Автор: Домбровская Диана,  ученица 3 «Б» класса, МОУ гимназии №76, г. Сочи

Руководитель: Шуруба Ирина Григорьевна,

учитель начальных классов МОУ гимназии №76, г. Сочи

г. Сочи, 2013

ВВЕДЕНИЕ

Актуальным на сегодняшний день является использование недорогих, экологически чистых травяных красителей, доступных в домашних условиях и не оказывающих негативных последствий для организма. К тому же, естественные краски сохраняют яркость цвета в течение десятков лет, не поддаются атмосферным влияниям.

В своей работе я хотела показать способ окрашивания хлопчатобумажных тканей в различные цвета с помощью красителей, полученных из шелухи репчатого лука, гранатового  и ежевичного сока, кофе, а также необходимость использования моего метода в домашних условиях при окрашивании постельного белья, скатертей, полотенец и детского белья.

Гипотеза: я предположила, что окрашивать натуральные ткани можно натуральными (природными) красителями. Что и явилось темой моего исследования.

Цель работы: получить образцы ткани, окрашенные натуральными красителями и исследовать устойчивость окраски.

Задачи:

1. Изучить литературу по теме.
2. Проанализировать литературные данные о растениях и  выбрать доступные растения.
3. Получить красители из растительного сырья.
4. Окрасить хлопчатобумажную ткань природными красителями в нейтральной, кислой и щелочной среде.
5. Проверить устойчивость окраски ткани к теплу, свету и многократной стирке.

Мною использовались следующие методы исследования: постановка опытов, наблюдение, сравнение, обобщение.

Для проведения исследования я использовала: луковую шелуху, кофе, ягоды ежевики, гранат. При выполнении работы необходимо соблюдать меры безопасности и правила обращения с нагревательными приборами и горячими растворами.

Основная часть

Природные красители известны очень давно, с глубокой древности. Широкое распространение они получили в период развития мануфактурного производства и имели огромное значение вплоть до второй половины XIX века. В то время природные красители являлись единственным средством для крашения. До второй половины XIX века природные красители были единственными веществами для крашения текстильных изделий.

С развитием промышленности органического синтеза, особенно химической промышленности, природные красители не выдержали конкуренции с синтетическим красителями, так как они менее дорогие и более устойчивы к природным воздействиям, и в основном, утратили своё практическое значение. Современное развитие химической промышленности привело к открытию огромного числа синтетических красителей. Сейчас в «Химической энциклопедии» синтетические красители занимают более двух листов текста. [3]

Однако до сих пор часть натуральных красителей применяется в пищевой, легкой и косметической промышленности, для реставрационных работ и в других целях. Знаменитые своей яркостью и многоцветием дагестанские ковры окрашены краской, которую дают корни марены красильной. В зависимости от способа приготовления это чудесное растение окрашивает пряжу в ярко-красный, оранжевый, фиолетовый, синий, желтый и другие цвета, отличающиеся чистотой оттенков и не меркнущие в течение многих лет.

Процессы крашения и печатания достаточно полно изучены и постоянно усовершенствуются, в связи с огромной потребностью текстильной и лёгкой промышленности в прочных, дешевых, экологически безопасных способах крашения и красителях. [1]

Из истории красителей

Растительные краски были одними из первых красок, которые начал употреблять человек, чтобы украсить себя, свое оружие, жилище и одежду. Сначала это были соки лепестков цветов, листьев и плодов, привлекавших внимание человека своей яркой окраской, затем человек научился добывать краску и из корней, коры. [3]

В русских деревнях крестьяне приготовляли их из растений, которые росли у них под рукой: на огороде, на лугу, в лесу.

В древности широко использовались некоторые минеральные краски для наскальной и стенной живописи, в качестве малярных красок и в других целях. Для окраски тканей, а также и для косметических целей использовались растительные и животные краски.

Для наскальной и стенной живописи в Древнем Египте применялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные оксиды и другие соединения металлов. Особенно применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, оксиды железа и меди и другие вещества. В качестве источников красителей использовали растения: алканну, вайду, куркуму, марену, сафлор, а также и некоторые животные организмы. [2]

Сравнивая литературные данные о растениях, которые содержат красители, и растениях, произрастающих в нашей области, я выбрала растения, которыми могли пользоваться для окраски одежды люди, жившие в тех же местах, где живем сейчас мы. Исключение – гранат, однако его могли привозить купцы из Азербайджана, где в качестве красителя он используется и сейчас для окраски шерсти. Также учитывалось и разнообразие получаемых окрасок. Результаты представлены в виде таблицы. (Таблица 1). 

Растительные красители                                   Таблица 1

Закрепление красителя

Для закрепления природного красителя пользуются закрепителями - протравой. Без протравки пряжа после крашения приобретает в большинстве случаев неяркий цвет. При различных закрепителях одна и та же растительная краска даёт различную окраску. Для получения светлых тонов применяют квасцы, тёмных  –  хромовую протравку, медный и железный купорос. Иногда в качестве закрепителей употребляют соль, уксус, берёзовую золу, рассол квашеной капусты.

Процесс крашения очень интересен и увлекателен. Для крашения нитей, тканей, выделанных шкур и кож наши предки использовали в основном различные растения и их части: кору, листья, ягоды, шишки, корни. [1]

Обычно сушёные растения заливали водой и так держали примерно сутки, затем нагревали в течение 1 – 2 часов и процеживали. В полученной краске изделия кипятили около часа. Затем полоскали и высушивали. Иногда этот процесс нужно было повторять несколько раз. И цвета получались насыщенные и долго не выгорали.

В своей работе я попыталась установить основные закономерности и принципы крашения хлопчатобумажных тканей. Я использовала доступные, дешевые, безопасные натуральные красители, полученных из шелухи репчатого лука, гранатового  и ежевичного сока, кофе.

Практическая часть

Белая хлопчатобумажная ткань предварительно была выстирана в тёплой воде со стиральным порошком для удаления возможных загрязнений следами жира.

Дикорастущие растения (ежевика), использованные для приготовления красителей, были собраны мной в лесу, расположенных на окраине нашего посёлка Дагомыс. Культурные растения: лук репчатый, плоды граната, семена кофе – куплены в магазине.

Большинство красителей, содержащихся в травянистых растениях (цветах, листьях и корнях) водорастворимы. Их легко извлечь простым вывариванием растительного сырья. Вода, используемая для этого, должна быть обессоленной, чтобы краситель не выпал в осадок. За неимением дистиллированной использовалась горячая кипяченая вода.

Предварительно измельченное растительное сырье вываривалось в течение 1 часа в эмалированной посуде; вода должна полностью покрывать растительный материал. Выкипающую воду нужно периодически доливать. Производить вываривание желательно в проветриваемом помещении в связи с сильным запахом красильного раствора.

Далее растительный отвар процеживался. Полученный экстракт можно хранить в прохладном месте несколько часов, но лучше сразу использовать для окрашивания образца ткани.

Окраска производилась в эмалированной посуде. Красильный экстракт я доводила до кипения и в него опускала окрашиваемый материал,  для ровного окрашивания предварительно намоченный. Далее его кипятила на медленном огне в течение 15- 20 минут. Окрашиваемую ткань желательно периодически переворачивать для достижения равномерной окраски. Вынув окрашенную ткань из раствора растительного красителя, оставляла её для просушки на сутки на свету для достижения большей устойчивости окраски. Затем материал полоскала в чистой тёплой воде.

Опыт 1

Замочила на 3-4 часа шелуху репчатого лука. Кипятила 1-2 часа. Погрузила ткань. Кипятила 30 минут.  Добавила для закрепления цвета поваренную соль. Извлекла ткань из раствора. Высушила и разгладила выкрашенную ткань.

По старинным рецептам крашение х/б нитей луковой шелухой проводилось так: «На ведро воды (10 литров) 100 грамм луковой шелухи, 50 грамм поваренной соли. Раствор кипятили в течении 5 минут, остужали до температуры 50 градусов и опускали в него моток ниток весом 1 кг на 20 минут, постоянно помешивая. За 10 минут до окончания добавляли 100 гр. 9% уксуса». Этот рецепт я разузнала у моей бабушки. Таким способом красили волокна льна, хлопка и шерсть в начале прошлого века.

Вывод: Ткань окрасилась в тёмно-коричневый цвет. (Приложение 1)

Опыт 2

Опустила ткань в фильтрат гранатового сока на 1-2 часа. Добавила для закрепления цвета поваренную соль. Извлекла ткань из раствора. Высушила и разгладила выкрашенную ткань.

Вывод: Ткань окрасилась в сиреневый цвет. (Приложение 1)

Опыт 3

Опустила ткань в фильтрат ежевичного сока на 1-2 часа. Добавила для закрепления цвета поваренную соль. Извлекла ткань из раствора. Высушила и разгладила выкрашенную ткань.

Вывод: Ткань окрасилась в малиновый цвет. (Приложение 1)

Опыт 4

Молотый кофе проварила1-2 часа. Отфильтровала полученный раствор. Опустила в фильтрат ткань для окрашивания на 5-6 часов. Добавила для закрепления цвета поваренную соль. Извлекла ткань из фильтрата. Высушила и разгладила выкрашенную ткань.

Вывод: Ткань окрасилась в грязно-коричневый цвет. (Приложение 1)

Опыт 5  по окраске хлопчатобумажной ткани в нейтральной среде

Для придания более ярких оттенков окрашенной ткани были использованы алюмокалиевые квасцы КАl(SO4)2·12H2O. Их применение не изменяет «натуральный» цвет красителя. Окрашиваемый материал сначала пропитывался 1% раствором квасцов (5 г квасцов на 0, 5 л кипяченой воды), для этого кипятился в эмалированной посуде в течение 30 минут. [2]

В результате были получены образцы окрашенной ткани (Приложение 2). 

Вывод: Видно, что большинство образцов приобрело более насыщенный цвет.

Опыт 6 по окраске хлопчатобумажной ткани в кислой и щелочной средах

Окраска природных красителей также зависит от кислотности среды. Поэтому было дополнительно проведено окрашивание в кислой и щелочной средах. Кислотность раствора повышалась добавлением в красильный экстракт 9% уксусной кислоты СН3СООН: 2 столовые ложки на 0,4 л экстракта. Щелочность раствора повышалась добавлением 1 столовой ложки (около 15 г) питьевой соды NaHCO3 на 0, 4 л экстракта. Нашими предками в качестве аналогов могли использоваться листья щавеля и древесная зола.

Вывод: Образцы тканей окрашенные с помощью фильтрата кофе и граната, заметно изменили цвет в зависимости от кислотности среды. Остальные образцы цвет не изменили (ежевика) или изменили незначительно (луковая шелуха). В щелочной среде все образцы значительно изменили цвет.

Далее мной была произведена проверка устойчивости цвета ткани к температуре, свету, моющим средствам.

Высушенные после полоскания в чистой воде окрашенные образцы ткани были проглажены горячим утюгом. Изменения цвета не наблюдалось.

Вывод: красители устойчивы к высокой температуре.

Опыт 7 Проверка устойчивости цвета ткани к температуре, свету, моющим средствам 

Для проверки устойчивости к свету и моющим средствам окрашенные образцы ежедневно в течение недели стирались мылом в теплой (около 50°С) воде. Все время они находились под действием солнечного света.

Вывод: Линька при стирке (изменение цвета мыльной пены) не происходила только у образца, окрашенного луковой шелухой.  Изменение цвета при первой стирке произошло у образцов, окрашенных ежевикой  и гранатом. При дальнейших стирках цвет несколько ослаб. Образец, окрашенный фильтратом кофе, дал некоторое ослабление цвета, не меняя основного тона расцветки. (Приложение 3).

Вывод: природные красители устойчивы к моющим средствам и солнечному свету.

Заключение

В результате проведённой исследовательской работы я получила образцы хлопчатобумажных тканей, окрашенных в следующие цвета: тёмно-коричневый (шелуха репчатого лука), серый (кофе), малиновый (ежевика), сиреневый (гранат) цвета.

Красители для окраски могут быть легко получены из доступного природного растительного сырья. Возможно применение корней, коры, цветов, плодов, листьев и стеблей разных растений. Процесс крашения ткани прост и мог осуществляться древними славянами и их потомками (X-XIX веков).

Ткани, окрашенные природными красителями, не линяют и устойчивы к действию высоких температур, к моющим средствам и солнечному свету.

Своей работой я хотела показать возможность использования природных красителей, как в лабораторных, так и в домашних условиях. Окрашивание тканей не занимает много времени, а приобретение природных красителей доступно и не требует больших денежных затрат. Таким способом можно придать различные цвета белым тканям, покрывалам, постельному белью, полотенцам, обновить многие старые вещи. Окрашенные ткани будут радовать глаз яркостью и разнообразием цветовой гаммы, а самое главное не причинят вред здоровью человека.

Моя работа имеет большое экологическое значение, так как использование экологически чистых красителей в быту уменьшает риск возникновения многих кожных заболеваний, различные проявления аллергических реакций, особенно в детском возрасте. В настоящее время возможно создание одежды из тканей, окрашенных природными красителями.  Процесс крашения тканей интересный и увлекательный. Результаты можно наблюдать наглядно.

Выводы: В результате проведенной работы были получены образцы тканей различных цветов.

Красители для окраски могут быть легко получены из доступного природного растительного сырья. Возможно применение корней, коры, цветов, плодов, листьев и стеблей разных растений.

Усиление цвета природного красителя достигается предварительной обработкой ткани растворами закрепителями – протравой.

Полученные образцы устойчивы к действию высоких температур, моющих средств и света.

В настоящее время возможно создание одежды из тканей, окрашенных природными красителями.

Список использованных источников и литературы:

1. Э.Гроссе, Х.Вайсмантель «Химия для любознательных». Л.:Химия,1980г.-
   392с.
2. Б.Н.Мельников, И.Б.Блинчева «Теоретические основы технологии крашения волокнистых материалов». М.:Химия,1978г.-265с.
3. http://www.xumuk.ru:  Химическая энциклопедия, Большая советская энциклопедия

   ---

   Приложение1

Приложение 2

Приложение 3

Трехгорный

2010