Учебно-исследовательская работа по теме "Чернильная клякса".

Содержание

1. Введение ………………………………………………………………….2
2. Что такое чернила и каково их значение в жизни человека …………..3
3. История появления чернил ……………………………………………...3
4. Разновидности чернил …………………………………………………..8
5. Требования к чернилам …………………………………………………9
6. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Производство симпатических чернил….11
7. Заключение ……………………………………………………………...14
8. Литература ………………………………………………………………15

Введение

   Часто при выполнении письменных работ наши руки пачкаются чернилами. Однако я заметил, что не все ручки пачкают нас. В чем же причина? Мне захотелось разобраться в технологии изготовления чернил и выяснить причину их вытекания из стержня.  

Цель моей работы: узнать технологию изготовления чернил и выяснить причину их вытекания из стержня.

Для достижения цели я поставил перед собой следующие задачи:

1. Найти информацию по теме в Интернете и научно-популярной литературе, изучить ее.
2. Познакомиться с рецептами изготовления чернил в древности и узнать   современную технологию их производства.
3. Узнать каких видов бывают чернила и по каким признакам оценивают их качество
4. Попробовать изготовить собственные чернила

Гипотеза: я думаю, что чернила вытекают из стержня, потому что они слишком жидкие.

Основная часть

1. Что такое чернила и каково их значение в жизни человека

Чернила — жидкий краситель, пригодный     для письма или создания каких-либо

изображений с помощью писчих инструментов и штампов.          

В наше время с чернилами чаще всего сталкиваются при работе с печатями и штампами, принтерами, при письме авторучками. Отдельно стоит упомянуть изобразительное искусство и дизайнерские работы, где чернила могут использоваться для многих техник рисунка и оттискивания штампов.

Также чернила для письма перьями, приготовленные по особым рецептурам, до сих пор широко используются при оформлении особо важных документов, например, в органах власти и в нотариате

2. История появления черни

В Каирском музее хранится артефакт – письменный прибор, состоящий из пузырька-чернильницы, палочки для письма и песочной подушечки, выполнявшей функции промокательной бумаги. Примерно V тысяч лет назад этот прибор принадлежал придворному писцу в Древнем Египте.

При раскопках в древнеримском городе Геркулануме на берегу Неаполитанского залива археологи обнаружили глиняный сосуд, на дне которого остались засохшие черные чернила – сажа, разведённая в масле. Кстати, аналогичный рецепт для изготовления чернил III тысячи лет тому назад использовали египтяне, которые сжигали корни водного растения папируса, а полученную золу перемешивали с камеди – стекловидной массой, вытекающей из повреждённых древесных тканей вишни или акации.

В Китае 2,5 тысячи лет назад черные чернила изготавливали из смеси сажи, растительной смолы и щелочного раствора. Такие чернила были очень густыми, поэтому их наносили на пергамент не перьями, а кисточками. После высыхания они легко отделялись от носителя, особенно на сгибах.

До наших дней сохранились рецепты чернил из отвара кожуры зелёных каштанов, из спелых ягод черники и бузины, из кожуры грецких орехов.

Рис. 2. Растения, которые в древние времена использовали для изготовления чернил

Один из древнеримских рецептов предписывал использовать для изготовления чернил большого количества винограда. Такой виноград следовало съесть, а косточки собрать, просушить и сжечь до получения сажи, которая являлась естественным природным красителем. Для придания чернилам необходимой вязкости и консистенции сажу соединяли и тщательно перемешивали с небольшим количеством растительного масла. После этого чернила из виноградных косточек были готовы к использованию.

Ещё древние люди заметили, что осьминоги и каракатицы в минуту опасности выпускают из специальных мешков маскировочную чернильную бомбу. Люди стали использовать чернильную жидкость головоногих для письма и рисования. Для этого мешочки с чернилами извлекались из тела осьминогов и каракатиц, сушились на солнце, перемалывались в пыль, смешивались со щёлочью, разогревались, обрабатывались серной кислотой, снова сушились на солнце и помещались под пресс. В результате перечисленных манипуляций получался краситель под названием сепия, который до сих пор используется для изготовления чернил и красок.

Но самые лучшие черные чернила изготавливали из округлых наростов на листьях дуба – галлов. Такие наросты образуются, когда насекомое орехотворка откладывает в ткань листа свои личинки. Дерево, защищаясь от вторжения личинок, окружает их плотным кольцом из разросшейся оболочки. Именно эти наросты в древности перемалывали в тонкую пыль, настаивали на воде и добавляли в полученную смесь клей и медный купорос. Такие чернила имели приятный блеск и выглядели так, словно они только что вышли из-под пера писца. Ореховые чернила имели один недостаток: первые 10-12 часов после нанесения они оставались совершенно прозрачными, и лишь спустя некоторое время темнели и приобретали блеск.

Для оформления религиозных книг византийские и русские писцы изготавливали золотые и серебряные чернила. Для этого небольшую горошину патоки  соединяли с тончайшими золотыми или серебряными листочками. Полученная смесь тщательно вымешивалась до однородной консистенции и использовалась для письма. Затем мёд аккуратно вымывался, а нарядные золотые буквы оставались. В Швеции до сих пор хранится пурпурная библия, написанная серебряными чернилами. Возраст этой «серебряной» библии составляет около 1,5 тысяч лет.

В Греции и древнем Риме в III в. до н.э. из киновары и пурпура изготавливали красные царские чернила. Пурпур получали из тел моллюсков брандариса, которые извлекали из раковин, помещали в солёную воду, затем вялили на солнце и варили. Из 10 тысяч моллюсков получался всего лишь 1 грамм пурпурных чернил. По приблизительным расчётам 1 кг пурпурных чернил должен был стоить 45 тысяч золотых марок. Красные чернила под страхом смертной казни запрещалось использовать за пределами императорского двора. К ним была приставлена специальная стража, которая собственной головой отвечала за сохранность чернил.

На Руси подобных строгостей, связанных с пурпурными чернилами, не было. Их научились изготавливать из насекомых червецов, которых сушили и толкли в порошок. Красные чернила использовались русскими писцами для выделения абзаца, так называемой «красной строки». Своё название она получила благодаря тому, что в начале каждого раздела первая буква разрисовывалась красными чернилами в виде картинки. Это облегчало деление текста на главы и его восприятие.

До сих пор не разгадана загадка рубиновых, сапфировых и перламутровых чернил, которые получили название «чернил драгоценных камней». Рецепт изготовления таких чернил в строгой тайне хранили монгольские монахи.

3.Разновидности чернил

В русском языке слово чернила происходит от слова чёрный (так же и в ряде других языков: греч. Μελάνη, фин. musta, швед.bläck), однако с глубокой древности известны чернила разных цветов.

• Чернила гелевые ручки имеют широкий диапазон цветов, которые

отличаются яркостью и насыщенностью. Это жидкие чернила (на водной основе), гелевые и биополимерные. Они различаются своей консистенцией и предназначением. Так, ручки с жидкими чернилами способны писать на вертикальных поверхностях, с биополимерными - в сильный мороз, а с гелевыми - обеспечить мягкое письмо и яркие краски.

• Чернила капиллярной ручки  пропитывают тонкие листы бумаги насквозь.
• В шариковых ручках используются не жидкие чернила, как в перьевых, а густая чернильная паста на масляной основе. Она - самая экономная и практичная, но не самая удобная для непринужденного письма.

Масляные чернила - удобны для письма, но имеют большой расход. 
Сочетают в себе достоинства чернил гелиевых и шариковых ручек. Чернила в ручке имеют пониженную вязкость. При письме обеспечивается мягкое скольжение по бумаге, насыщенные линии и высокая светостойкость. Чернила быстро высыхают на бумаге. Такие ручки подходят для письма любому ребенку.

Существует великое множество рецептов невидимых (симпатических) чернил. Раньше ими успешно пользовались шпионы. Для такого рода тайнописи существует много способов, и все они используют секретные или "симпатические" чернила — бесцветные или слегка окрашенные жидкости. Написанные ими послания становятся видимыми только после нагревания, обработки специальными реактивами или в ультрафиолетовых либо инфракрасных лучах. Известно немало рецептов подобных чернил. Чернила из молока, лимона, из насекомых и щей, из каракатиц и ягод, из золота и серебра. Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги. Ленин использовал для тайнописи сок лимона или молоко. Для проявления письма в этих случаях достаточно прогладить бумагу горячим утюгом или подержать ее несколько минут над огнем.

Создают такие чернила и сейчас. Например, в Японии совсем недавно выпущены чернила, исчезающие с бумаги через два дня – для временных пометок на полях книг.

..Теперь человечество пишет чернилами, сделанными химическим путем. Они качественны и дешевы. Каждое время рождало свои чернила, но спрос на них никогда не проходил. И не случайно: по словам Байрона, одной капли чернил достаточно, чтобы возбудить мысль у миллионов людей.

4.Требования к чернилам

К чернилам предъявляют следующие основные требования:

1. Хорошая смачивающая способность по отношению к материалу на котором пишут (при отсутствии смачиваемости чернила не держатся на пишушем узле и последний не может оставить чернильный след, при попытке писать на несмачиваемом материале, например пластике, чернильный след собирается в отдельные капли, которые легко смазываются, а при высыхании осыпаются);
2. Насыщенность и стойкость цвета в течение длительного времени при нормальных условиях хранения (к примеру, некоторые виды чернил, выпускавшихся на основе химических красителей в конце XIX — начале XX веков быстро выцветали на свету);
3. Умеренная растекаемость и впитываемость чернил по отношению к материалу на котором пишут (к примеру, чернилами для авторучек практически невозможно писать на фильтровальной бумаге из-за размытия штрихов, но чернилами для гелевых и шариковых ручек вполне возможно);
4. Умеренная скорость высыхания чернил на воздухе на пишущем узле и в открытых чернильницах;
5. Вязкость-текучесть чернил должны соответствовать конструктивно заложенной в пишущий узел писчего инструмента скорости подачи чернил (избыточная подача при повышенной текучести может приводить к появлению клякс даже при письме густой шариковой пастой и, напротив, недостаточная подача слишком густых чернил приводит к появлению пропусков при письме;
6. Относительная дешевизна, доступность и безопасность компонентов и готовых чернил.

Вывод: Из литературных источников и Интернета я узнал, что чернила — жидкий краситель.

В древности египтяне изготавливали чернила из корней папируса, сжигая их до пепла. В Древнем Китае чернила делали из сажи, смолы и щелочного раствора.

До наших дней сохранились рецепты чернил из отвара кожуры зелёных каштанов, из спелых ягод черники и бузины, из кожуры грецких орехов. Люди также использовали чернильную жидкость головоногих для письма и рисования. Изготавливали золотые, пурпурные, серебряные чернила используя мед, раковины моллюсков и насекомых червецов. Сейчас же мы пишем чернильной пастой на масляной основе, изготовленной с помощью химического производства. Чернила протекают из стержня, так как их вязкость и текучесть не соответствует скорости их подачи на писчий узел, другими словами паста слишком быстро течет, она слишком жидкая.  Вытекая за границы пишущего шарика, оставляет след на наших руках, тетради в виде клякс. Слишком густая паста приводит к появлению пропусков при письме

Практическая часть

Цель: Производство  симпатических чернил

Опыт 1. Чернила из яблочного сока

Оборудование: мелкая посуда, кисточка, яблоко, утюг, лист бумаги

Ход опыта:

1. Натираю на мелкой терке яблоко и через марлю отжимаю его сок. Чернила готовы.
2. Пишу чернилами слово «УХО»
3. Когда чернила высыхают слово остается невидимым.
4. Проглаживаю листок утюгом – чернила проявляются

     Опыт 2. Чернила из молока

Оборудования: молоко, вода, кисточка, миска, лист бумаги, утюг.

Ход опыта:

1. Наливаю в миску молоко и разбавляю его водой.
2. Пишу чернилами слово «УХО»
3. Когда чернила высыхают слово остается невидимым.
4. Проглаживаю листок утюгом – чернила проявляются

Таким образом, я научился изготавливать самостоятельно симпатические чернила из яблока, молока, лимона, сладкой и соленой воды и теперь могу применить это умение для написание тайных посланий, а также буду ими делать записи в личном дневнике об интересных событиях моей жизни.

Заключение

Проведя  исследование, я узнал много новой и интересной для себя информации о чернилах, о различных видах и способах их получения. Кроме того, я подтвердил свою гипотезу о том, что чернила протекают из стержня, так как их вязкость и текучесть не соответствует требованиям, они слишком жидкие. В будущем мне хотелось бы провести работу по созданию чернил, используя рецепты древних ученых.

Литература

1. Энциклопедия Тайн и загадок. «Загадки и тайны обычных вещей».М., 2001.
2. Б.Д.Степин Л.Ю. Аликберова Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия,   1995.
3. Гроссе Э., Вайсмантель X. Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. 2-е русское изд. - Л.: Химия, 1985.
4. Кто изобрел чернила? http://peopleask.ru/kto-izobrel-chernila.html
5. Хитрые чернила http://arfo.hut2.ru/Page11/f2-15.htm
6. История развития чернил http://www.olmikans.ru/articles/history6.php
7. Где изобрели чернила? http://allforchildren.ru/why/where1-12.php
8. Когда и как появились чернила? http://vse-znaykin.ru/chernila.php 

Приложение 1

Интересные факты о чернилах

Среди материалов, которые использовались для приготовления чернил, заметную долю составляли... грибы. На пустырях, на богатой азотом почве, на навозе нередок гриб копринус. Его конические шляпки на тонкой ножке поднимаются на 20-30 сантиметров над поверхностью почвы. Существуют они недолго. Старея, копринусы буквально расплываются, образуя водянистую массу интенсивного черного цвета. Вот ее-то и используют в качестве чернил. Такие чернила использовали во Франции еще 200 лет назад.

В Древнем Риме того, кто осмеливался украсть с императорской канцелярии пузырёк с чернилами, сразу приговаривали к смерти.

         Еще в прошлом веке великий изобретатель Эдисон придумал чернила для слепых. Стоило написать ими текст и немного подождать, как бумага в тех местах, где были начертаны буквы, твердела и поднималась, образуя рельеф.

 Остался загадкой рецепт "чернил драгоценных камней" – рубиновых, сапфировых, перламутровых, тайной которого владели в древности монахи монгольского монастыря Эрдени-Цзу. Неизвестен непосвященным и состав чернил, которыми продолжают пользоваться монахи-буддийцы в Бирме, Таиланде и Шри-Ланке.

Когда читаешь про старые способы получения чернил, то, кажется, что их сочиняли большие лакомки. Чего только в чернила не добавляли! Мед и патоку, чернику и бузину, молоко и яйца, квас и простоквашу, даже кислые щи.

У древних жителей Средней Азии тоже были свои секреты. Как-то в пещерах полуострова Мангишлак были найдены книги и рукописи. Учёные обнаружили, что в состав чернил, которыми они написаны, входят сахар и просо.

Интересно, что и до настоящего времени лучшая черная краска приготовляется из сажи, полученной при сжигании виноградных косточек.

Приложение 2

Рецепты чернил

Применяемые в настоящее время чернила  можно разбить на две группы. Самую большую и важную группу образуют черные чернила, содержащие дубильную кислоту. Чернила второй группы не содержат в своем составе дубильных кислот.
        Чернила первой группы все еще самые употребительные и притом самые дешевые. Они приготавливаются главным образом из дубильной и галловой кислот или из веществ, содержащих дубильное вещество. Приготовление этих чернил основано на свойстве водной вытяжки дубильных веществ образовывать с солями железа дубильно-кислое железо, которое и является окрашивающим веществом. При помощи гуммиарабика в качестве загустителя, красящее вещество остается в тончайшем распределении жидкости.

Чернила из чернильных орешков

Для приготовления обыкновенных канцелярских или школьных чернил посредством настаивания или вытяжки на холодной воде берут:
3 части чернильных орешков (галлов),
2 части железного купороса,
2 части гуммиарабика (смола акации),
60 частей воды.
Орешек толкут в порошок и, всыпав в стеклянную бутыль, обливают водой. В другом сосуде растворяют железный купорос и гуммиарабик месте порознь. Настой орешка должен стоять несколько дней, пока вода не извлечет из него все дубильное вещество, между тем как купорос и гуммиарабик вполне растворяются в течение нескольких часов. Оба раствора сливают вместе, хорошо перемешивают и, дав простоять день или два, осторожно сливают, чтобы отделить жидкость от осадка.

Чернила из каштанов

Варят 200г зеленой кожуры каштанов в 1л воды в течение нескольких часов, отвар процеживают и смешивают с железным купоросом и квасцами.

Чернила из бузины

100г спелых ягод черной бузины раздавливают и выдавливают сок. В 5г уксуса растворяют 2г квасцов и 5г железного купороса. И прибавляют этот раствор к соку ягод.

Чернила из кожуры грецких орехов

100г зеленой кожуры грецких орехов варят в 400г воды, 4г железного купороса и 4г квасцов. Получаются прочные и красивые чернила.

Чернила из танина

Танина -2,44г, галловой кислоты – 0,77г, железного купороса – 3г, гуммиарабика – 1 г, соляной кислоты – 0,25г, карболовой кислоты -0,1г, воды 100 мл. Растворяют составные части в воде при частом помешивании.

Канцелярские ализариновые чернила

1-й раствор (чернильные орешки – 600г, кипяченая вода- 2л)

2 –й раствор (индиго в порошке- 40г, серная кислота 50% 200г0

Индиго помещают в глиняный глазированный горшок и поливают серной кислотой, затем дают отстояться в течение суток и осторожно прибавляют понемногу 2л кипяченной воды, 90г чистых, мелко истертых в фарфоровой ступке железных опилок и 60г мела. Полученную жидкость фильтруют и вливают в нее профильтрованный первый раствор. Эти чернила дают на бумаге зеленое окрашивание, по высыхании переходящее в интенсивный сине-черный цвет.

Ализариновые чернила по Леонгарди

3.5 г истолченных в крупные зерна чернильных орешков и 250 г крапового корня оставляют стоять в течение нескольких дней с 10 л теплой воды; фильтруют, пополняют испарившуюся воду новой и прибавляют при взбалтывании 100 г раствора индиго, 433 г железного купороса и 166 г раствора уксусно-железной соли. Жидкость оставляют в течение 8-10 дней спокойно стоять и затем сливают о осадка.
Раствор уксусно-железной соли приготовляют посредством обработки 2 вес. ч. железной проволоки, токарных или др. стружек или опилок, 20 вес. ч. древесного уксуса.

Чернила из анилина

1,3г паратоллуидина растворяют в 7,7 г анилина, после чего к раствору прибавляют 15г разведенной соляной кислоты и 15г гуммиарабика. Полученный состав тщательно перемешивают и в отдельной посуде растворяют в 20г нагретой дистиллированной воды, 2,6г двухлористой меди, 2 г поваренной соли, 1,3г хлористого аммония и 1,3г бертоллетовой соли, после чего к этому раствору примешивают 11г гуммиарабика. Перед употреблением смешивают равные части обоих растворов.

Приложение 3

Немного о чернильнице

Археологи в засыпанном пеплом древнеримском городе Геркулануме нашли глиняную чашечку, на дне которой виднелся какой-то темный осадок. Оказалось, что это самая старая из всех известных на земле чернильниц! Более тысячи лет в ней сохли «чернила» – обыкновенная сажа, разведенная на масле. Совсем недавно произошла сенсация в Национальном музее Башкирии. Более 30 лет в фондах музея находилась чернильница времен Чингисхана (XIII в.). Этот экспонат принес в музей крестьянин. Он нашел потемневший от времени металлический сосуд, когда пахал землю. 30 лет никто из сотрудников музея не мог этот сосуд атрибутировать. Предполагали, что он имеет религиозное предназначение. И вот совершенно случайно одна из сотрудниц музей увидела раритет на страницах архивного фолианта. Оказалось, что таких чернильниц в мире всего три: одна находится в коллекции Нассера де Халили, другая – в Эрмитаже, третья – в Иране.

Ученые считают, что декор чернильницы схож с рисунком на чаше, созданной в западном Иране, и хранящейся ныне в музее Барджелло во Флоренции. Надпись на одной из похожих на найденную чернильниц оказалась пожеланием: славы и процветания, богатства и счастья, благополучия и достатка, благодати и поддержки.

Такую чернильницу писарь носил на ремешке на шее и записывал приказы хана на шелковом свитке, макая в чернильницу тростниковой палочкой, которая называлась «калам» (ср. с «каламусом» древнего Рима!). Чернилами же служили разведенные в воде минералы.

На медной чернильнице Чингисхана отлит текст, расшифровать который пока не удалось.