Исследовательский проект научного общества учащихся "Удивительный мир красок"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение 
"Школа с углубленным изучением отдельных предметов № 85"

Секция "Искусство и культура"

Экспериментально-исследовательская работа по теме:

Удивительный мир красок

Автор:

Борисова Олеся, 10 лет

Руководитель:

Веселова Мария Николаевна,

учитель начальных классов

Нижний Новгород

2019 г.

Содержание

Введение        2

Что такое краски?        3

История появления красок        3

Современные краски        7

Технология производства современных красок        8

Палитра красок        8

Экспериментальная деятельность        9

Заключение        11

Список литературы                                                                                                  12              

Приложения

Введение

Все предметы, которые находятся вокруг нас дома или в школе,  имеют тот или иной цвет: иногда цвет вещей натуральный, но чаще всего они окрашены красками.

Без красок наш мир был бы серым, поэтому человек всегда стремился найти способ его разукрасить. Краски сопровождают нас всю нашу жизнь и делают её более яркой.

Цель исследования - изучить состав различных видов красок,  определить преимущества и недостатки красок, изготовленных в домашних условиях.

Задачи исследования:

1. Ознакомиться с научно–популярной, учебной литературой по теме исследования;

2. Изучить, из каких веществ состоят краски, рецептуры их приготовления;

3. Определить, какие цвета можно получить смешением красок, а какие - нет;

4. Провести эксперименты: изготовить краски самостоятельно в домашних условиях, сравнить с красками промышленного производства.

Что такое краски?

Краски - это цветные красящие вещества, с помощью которых можно изменить цвет вещества или предмета.

Краски можно разделить по составу на:

• органические (сложные соединения, в основном растительного или животного происхождения),
• минеральные (неорганические соли и оксиды металлов),
• природные (естественные),
• синтетические (искусственные).

Краски предназначены для:

• изменения цвета предметов;
• создания рисунков, картин, росписей;
• получения декоративных покрытий (например пола или стен);
• защиты окрашиваемой поверхности (краски защищают металлы от ржавчины, а древесину от высыхания и гниения).

История появления красок

История появления красок уходит корнями в далёкое прошлое.

Предполагают, что первобытные люди добывали первые краски около 25 000 лет тому назад. 

Самой первой краской была глина.

Человек догадался растирать яркие минералы в порошок и, добавляя некоторые элементы, получать первые в истории краски.

Первобытные люди были охотниками и жителями пещер и, очевидно, под влиянием вдохновения на каменных стенах своих пещер делали наброски животных, на которых охотились, и раскрашивали их. (Приложение 1)

Чем больше развивались люди, тем больше становилась потребность запечатлеть и передать свои знания. Творчество и желание создавать что-то новое заставляло человека рисовать еще до существования цивилизации, религии, науки, языка.

Таким образом, уже в далекие доисторические времена краски играли в жизни человека большую роль: уже тогда проявилось их социальное значение - функция передатчика информации, культурная функция, которые трудно переоценить в развитии цивилизации.

В основном первые краски изготавливались из железистого природного минерала охры. Охры бывают желтые, коричневые, красноватые. Находили наши предки и красную киноварь, и оранжевый сурик.

Для светлых оттенков использовали чистое вещество, для получения более тёмных добавляли в смесь чёрный древесный уголь. Все твёрдые вещества растирались вручную между двумя плоскими камнями. Далее непосредственно краску замешивали на животных жирах. Такие краски хорошо ложились на камень и долго не высыхали из-за особенности взаимодействия жира с воздухом. Получаемое покрытие было очень прочным и стойким к разрушительным воздействиям окружающей среды и времени.

Шли тысячелетия. Понадобились другие краски, более стойкие, яркие. Такие, которыми можно было бы разрисовывать щиты, выделанные кожи, раскрашивать головные уборы и оружие, а затем и первые ткани. Эти краски дали растения: кора барбариса и ольхи, молочай, шелковица – желтую краску, отвары луковой шелухи, оболочки грецких орехов, коры дуба, листьев хны – коричневую. Для получения красного цвета пригодились некоторые ягоды. Словом, у каждой из красок, которыми сегодня пользуются художники, есть своя длинная и удивительная история.

Египтяне на заре расцвета своей цивилизации открыли секрет изготовления пурпурной (фиолетово-красной) краски. (Приложение 2)

Из особого вида улиток выделяли секрецию, которую потом добавляли в стандартный состав красящих веществ. Чтобы получить 1 грамм краски требовалось около десяти тысяч раковин! По причине такой дороговизны пурпурный цвет считается цветом роскоши, царственности и богатства.

Для создания белой краски использовали известь (конечный продукт сжигания известняковых минералов, устриц, мела и мрамора). Такая краска была одной из самых дешёвых и простых в изготовлении. Кроме того, белая известь может поспорить с охрой в вопросе древности рецепта.

Египетские гробницы и пирамиды фараонов перенесли из времён расцвета египетской цивилизации удивительно красивый и чистый оттенок – ляпис-лазурь, натуральный ультрамарин. Даже спустя несколько тысяч лет рисунки не потеряли своей яркости и не потускнели. Основным красящим пигментом в такой краске является порошок минерала под названием лазурит. В Древнем Египте лазурит был очень дорог. Чаще всего бесценную краску применяли для изображения священного символа египтян – жука-скарабея.

Надо сказать, что с древнейших времён методы производства краски не претерпели значительных изменений. Твёрдые вещества также перетирают в порошок, правда, используя при этом специальные установки. Вместо натуральных жиров сейчас используют полимерные вещества. А вот для получения тёмных оттенков всё так же применяют сажу, но уже очищенную современными способами.

Средневековье подарило миру масляные краски. (Приложение 3)

Их преимуществом стали большая стойкость и надёжность, а также сравнительно малое время высыхания. Основой для таких красок служат натуральные растительные масла: ореховое, маковое, льняное и другие. Во времена Средневековья люди научились накладывать масляные краски именно тонкими слоями.

Ситуация начала меняться в начале 18 века. Немецкий химик по фамилии Дисбах занимался улучшением качества красной краски. Но однажды учёный получил вместо ожидаемого алого цвета краску оттенка, очень близкого к ультрамариновому. Это открытие можно считать революцией в производстве красок. Новую краску назвали «берлинской лазурью». Её стоимость была в разы ниже, нежели у натуральной ультрамариновой краски.

Массовое производство красок было начато менее двух веков назад. Раньше все краски изготовляли вручную: растирали в порошок минералы, смешивали их со связующими веществами.

В старину – сам художник или его ученики растирали краски на каменной плите курантом – специальным инструментом грушевидной формы с плоским основанием. Изготовляли куранты из твердых сортов камня – порфира или гранита.

Такие краски не хранились долго. Уже спустя сутки они становились непригодными для использования.

Различные способы приготовления красок передавались из поколения в поколение, от художника к художнику. Практически у каждого мастера были свои "секреты". В старинных рукописных списках были найдены интересные и необычные рецепты русских художников. Для стойкости и пластичности в краску добавляли яйца и молочный белок - казеин. Живописцы отмачивали мелко измельченный лазурит в кислых щах на протяжении 2-4 дней. Краска, приготовленная таким образом, становилась ещё более стойкой и насыщенной.

В России историю красок изучают по иконам. Наиболее ранними красками в иконописном и рукописном деле 11-13 веках были различные охры и сажи – «чернила копчёное», голубая лазурь и киноварь, зелёные яри, белила. (Приложение 4)

 На заре развития лакокрасочной промышленности в продаже были и готовые к непосредственному использованию краски, и сырьё для их ручного изготовления. Но с развитием промышленности и новых технологий готовые краски постепенно вытеснили ручное производство.

С развитием лакокрасочной промышленности краски становились всё лучше и безопаснее для использования. Многие вредные вещества – например, мышьяк и свинец, входившие в состав киновари и красного сурика соответственно – были заменены на менее опасные синтетические компоненты.

Почему же сейчас красок сколько угодно и стоят они совсем дешево? Помогает в этом химия. Теперь краски получают из каменноугольной смолы и других веществ. Оказалось, что в черном каменном угле можно разыскать все цветовое богатство матушки природы.

Сегодня редкий случай, когда художник сам создает краску, разве что в качестве эксперимента. От старинных красок сохранились лишь звучные названия да удивительные истории.

Современные краски

Для создания любых видов художественных красок будь то масляные, акриловые, пастель, акварель или гуашь, как правило, используются одни и те же пигменты, а вот остальные компоненты и способы приготовления могут быть абсолютно разными.

Пигментом называют минералы и другие красящие вещества, чаще всего в виде порошков, которые определяют цвет краски. Сухой краситель не может держаться сам, поэтому нужно связующее вещество, которое склеивает, связывает частички сухого красителя в единую цветную массу - краску.

Основные виды пигментов:

• природные;
• синтетические органические;
• синтетические неорганические.

Природные добываются из различных камней, дробятся, перетираются и превращаются в порошок, эти пигменты самые цветостойкие.

Синтетические органические пигменты очень интенсивны, красивы и ярки по тону и тоже обладают высокой цветостойкостью.

Синтетические неорганические пигменты -  это наиболее многочисленная группа пигментов, получаемая в результате сложных химических реакций, она почти полностью состоит из оксидов и солей металлов.

Технология производства современных красок

На современных заводах по-прежнему используют пигмент и связующее.

Согласно рецептуре все компоненты тщательно взвешиваются и помещаются в огромный миксер. После получения однородной массы, смесь направляют на металлические или гранитные валы,  между которыми краска неоднократно перетирается, чтобы достигнуть определённой тонкости помола. От тонкости помола также зависит цвет получаемой краски. Некоторые пигменты достигнув величины в 5 микрон (это в 200 раз меньше миллиметра) способны изменять свой цвет. Количество перетиров на краскотёрке зависит от того,  какой пигмент. Некоторым достаточно 2-3 раз, а каким то и 8 мало. После того как удается добиться нужной консистенции, краску расфасовывают.

Палитра красок

Свою цветовую окраску природа получает от солнца. В солнечном спектре насчитывается 7 цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Наверняка Вы знаете ключевую фразу для запоминания порядка цветов спектра «Каждый охотник желает знать где сидит фазан».

Если взять краски, подходящие к этим 7 цветам спектра, и начать их смешивать, то легко убедиться, что некоторые цвета спектра получаются смешением красок.

Только 3 цвета — красный, желтый и синий — никакими смешениями составлены быть не могут и требуют самостоятельных красок, остальные же цвета спектра получаются смешением этих 3 основных. (Приложение 5)

Красная и желтая краски в смеси дают оранжевую, красная с синей фиолетовую. Смешивая 3 основные краски в разных пропорциях, можно получить всевозможные оттенки коричневых, серых и других неярких цветов, вплоть до черного.

А в масляной живописи краски осветляются примесью к ним белил, живописец должен приучить свой глаз к изменениям, происходящим в красках от их разбеливания. Так, ультрамарин и краплак, положенные на белую поверхность прозрачным слоем, очень мало похожи на разбелы этих красок.

Экспериментальная деятельность

Изучив различную литературу, мы выяснили, что краски состоят из пигмента и связующего вещества и решили попробовать изготовить краску в домашних условиях.

Для эксперимента нам понадобились:

• древесный уголь, свёкла, морковь, зерна кофе, зеленка.
• в качестве связующего вещества мы использовали: сливочное масло, льняное масло, клей ПВА, мёд.

Эксперимент 1

Небольшое количество зеленки мы смешали с клеем ПВА, получив достаточно хорошую зеленую краску. Это, наверное, самый простой способ.

Эксперимент 2

Размельчив древесный уголь в порошок, мы смешали его с клеем ПВА. Уголь хорошо смешался с клеем, образовав однородную массу. Получилась хорошая черная краска.

Эксперимент 3

Свежую свеклу мы натерли на крупной терке. Положили ее в разогретую сковороду, добавили воды, довели до кипения и получили жидкость темно-красного цвета. В качестве связующего мы использовали мед. Получилась краска красного цвета.

Эксперимент 4

Свежую морковь  мы натерли на крупной терке. Разогрели сковороду, положили в неё сливочное масло и натертую морковь, добавили воды, непрерывно помешивая, довели до кипения и получили жидкость ярко-желтого цвета. При добавлении меда получилась краска желтого цвета. 

Эксперимент 5

Перемолов в кофемолке зерна кофе в порошок, мы смешали его с льняным маслом. Кофе смешался с маслом неоднородно, образовав коричневую массу с комочками. Если бы у нас в распоряжении был курант, думаем, можно было бы добиться большей однородности.

Эксперимент 6

Отжав ягоды черники, и процедив через ситечко, мы получили фиолетовый цвет. При добавлении меда получилась краска фиолетового цвета. Однако при высыхании она поменяла цвет на синий.

Заключение

Итак, изучив литературу, мы  узнали историю возникновения и использования красок в искусстве, проанализировали составляющие красок, которые человек использовал в прошлом и использует в современном мире.

Мы выяснили, что массовое производство красок было начато менее двух веков назад. Раньше все краски изготовляли вручную: использовали растительные компоненты, растирали в порошок минералы, смешивали их со связующими веществами. Таким образом, художники должны были владеть технологией создания красок в совершенстве.

Опираясь на знания о растительных красителях, мы создали и опробовали на практике рецепты изготовления натуральных красок.

В ходе исследования мы выяснили, что краски можно приготовить в домашних условиях, но они будут отличаться от тех красок, которые мы покупаем в магазинах.   Отличатся они будут  и по качеству и по консистенции. К недостаткам непромышленных красок мы отнесли трудоемкость производства, невозможность получения ярких и насыщенных цветов, а также неудобство хранения приготовленных составов. Однако мы выявили и ряд преимуществ - это  экологичность,  естественность цветов и низкая себестоимость.

Список литературы

1. Научное и образовательное пространство: новые открытия: сборник научных   трудов по материалам I Международной научно-практической молодежной конференции 28 февраля 2017. – г.Санкт-Петербург: Научно-издательский центр «Открытое знание», 2017

2. П.П.Ревякин, «Техника акварельной живописи», Гос. Изд. литературы по архитектуре, М, 1959

3. Энциклопедический словарь юного художника / Сост. Н.И.Платонова, В.Д.Синюков. – М. Педагогика, 1983

4.  https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски