Учебный проект по биологии «Натуральные красители»

Введение

 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.

Окрашивание тканей или пряжи натуральными органическими пигментами, которые содержатся в некоторых видах насекомых, морских животных или в растениях, уходит своими корнями в глубокую древность. Вековой практикой крашения из всего многообразия были отобраны те красительные представители флоры и фауны, которые обеспечивали высокое качество, красоту и долговечность.

Надо отдать должное древним мастерам-красильщикам, чьи остроумные решения некоторых сложных проблем в своем ремесле можно смело поставить в один ряд с величайшими открытиями. Ведь в течение многих веков всего около трех десятков естественных красителей были в употреблении, да и их не так-то просто удавалось использовать. О том, какого мастерства достигло красильное ремесло в средние века, можно судить хотя бы на основании того факта, что, имея в своем распоряжении 5-6 естественных красящих веществ, мастер красильни должен был обеспечить и обеспечивал Императорскую шпалерную мануфактуру шерстяной и шелковой пряжей,  окрашенной в 800 обязательных цветов оттенков.
 

Цель: Выяснить, в чем секрет красок и красителей на натуральной основе.

Задачи:

1)    Изучить и обобщить материал о природных красителях   использовании.

2) Провести окрашивание тканей

Гипотеза: Если натуральные красители использовались в древности и используются сейчас, то они долговечны.

Методы и средства:

1. Экспериментирование;

2. Сравнение. 

Из истории натуральных красителей

История красок началась, наверное, вместе с появлением человека. До нашего времени сохранились первобытные рисунки, выполненные углём и сангиной. Эти материалы, кстати, используются и в современной живописи.
С древнейших времен и вплоть до 19 века краской могло стать все, что дарит мир природы - земли и минералы. Травы, плоды растений, насекомые и животные.

По происхождению пигменты делятся на несколько категорий: неорганические (минеральные) и органические, каждые собой природные или искусственно полученные окислы и соли металлов.
К натуральным неорганическим пигментам относятся минералы, земли, черни и сажи. Это сиены, умбры, охры и земли различных цветов, горный ультрамарин, киноварь. Добываются они в недрах земли или поверхности, освобождаются от посторонних примесей и тонко измельчаются до размеров 45-85 мкм. Издавна такие пигменты назывались по месту происхождения - итальянская сиена, берлинская лазурь, и т.п. А, например, "Умбра натуральная Ленинградская" и сейчас выпускается заводом художественных красок. Или такой пигмент как "шунгит" производится из земли, добываемой на Карельском перешейке, и относиться к черням (т.е. к пигментам черного цвета).
Черни во все времена получали, сжигая без доступа воздуха различные вещества. Оттенки черного цвета зависят от того, что именно сжигается: слоновая кость или косточки плодов - абрикоса, сливы, вишни, миндаля или просто природный газ.
 В отличие от природных пигментов, синтетические пигменты обладают значительно более постоянным составом и структурой, яркими оттенками.
 Зеленые медные, кобальты, кроны, хром, кадмии, марсы и другие. Многие из них известны с древних времен. Например, ярь-медянка. Рукопись 16 века сохранила для нас рецепт ее приготовления: " Возьми молока кислого, твороженного, и положи его в медный сосуд. Да медным прикрой, да туда же положи всяких медных крох и листу венечного или трав всяких зелёных, а держать все месяц, а смотреть в месяц четыре раза и размешивать, чтобы зелено было, а держать в тепле на печи, а сушить исподволь в тепле же".
В чистом виде натуральные красители использовались при приготовлении, например, сепии и пурпура. Так, самая дорогая краска во времена Римской Империи, пурпур, готовилась из секрета, вырабатываемого улитками (средиземноморский моллюск – иглянка). Эту жидкость с характерным чесночным запахом, извлекали из небольшого мешочка на теле улитки (желез). Улиток измельчали и полученным соком пропитывали ткань. Ткань, под воздействием света и воздуха,  окрашивалась сначала в зеленый, затем в синий, и только потом в пурпурный цвет. Правда, одежды из ткани такого цвета были  доступны лишь патрициям: для получения 1 г красителя требовалось переработать более8 тыс. моллюсков. Для сепии исходным продуктом являлась коричневато-черная жидкость из желез головоногих моллюсков и каракатиц.
Такие краски, как индиго, желтые лаки, краплаки, кармин, готовились путём осаждения красителя на минеральное основание. Не вдаваясь в технические подробности, заметим лишь, что красящие вещества извлекались как из привычных всем растений - кровохлебки, клюквы, мальвы (для краплаков), из шафрана, ноготков (желтые лаки), так и из частей экзотических сандалового и красного деревьев. А, например, распространённую в старину желтую индийскую краску добывали из мочи коров, которых кормили листьями манго. Кармин (в некоторых источниках - "червлень", "краска из червеца") добывалась из особых насекомых – кошенили, обитающих на кактусах. Высушенные самки этих насекомых похожи на ярко-красные ядрышки, в России их называли " канцелярское семя". Сейчас изготовители красок, конечно, обходятся без жертв. Используются красители только синтетического происхождения, но сам принцип приготовления и цвета "аналогов" полностью повторяют натуральные.

Известно, что способы изготовления красок в старину передавались от живописца к живописцу, из поколения в поколение. Практически в каждой мастерской были свои "секреты". Рецепты русских художников, дошедшие до нас в рукописных списках, отличаются своеобразным "местным колоритом". Например, лазурит, приготовленный и тонко измельчённый, отмучивали в кислых щах в течение 2-4 дней, после чего в них же промывали. Или вот ещё совет 18 века, как писать золотой цвет: "возьми шафран да щучью желчь сотри вместе и пиши".
Конечно, сейчас подобные рецепты вызывают улыбку, но иногда используются при реставрационных работах.

Во все времена люди по мере возможности старались украсить свое жилище. Эта традиция сложилась еще в доисторическую эпоху. Первобытные художники оставили на стенах пещер многочисленные изображения животных и сцен из жизни. Самые первые их рисунки выполнены древнейшим красителем – сажей. А уже 30 тыс. лет назад нашим предкам были известны мел и охры.

Первоначально  рисунки создавались только с помощью пигментов – мелко истолченных твердых окрашенных веществ. Позднее в их состав стали вводить связующие вещества (кровь животных, яичный желток) – так получили краски. До наших дней дошли изображения, возраст которых исчисляется сотнями, а то и тысячами лет – и всё это благодаря долговечности минеральных красок.

Обширную группу природных пигментов составляют охры. В наше время охры используются в производстве резины, цемента, бумаги, пластмассы, однако их постепенно вытесняют синтетические пигменты.

Когда-то на Руси природный минерал синего цвета лазурит ценился дороже золота. Краску делали из истолченного в мелкий порошок камня. В качестве зеленого пигмента долго использовалась так называемая богемская земля – минерал.

 Растительные краски люди научились получать из листьев, плодов, коры и даже корней. Синий краситель индиго известен с глубокой древности, его добывали из листьев тропического растения индигоферы, а так же вайды (травянистое растение, сейчас используется как кормовое). Для получения желтой окраски пряжи использовались шафран, сафлор, сумах, куркума (пряность кари), ревень, фустик и даже луковая шелуха.

Для окрашивания тканей и пряжи в красный цвет издревле использовались корни марены. Для той же цели применяли красное дерево и фернамбук. Придавать пряже черный и коричневый цвет помогают акация катеху, дубовая кора, шелуха желудей и грецкого ореха и чай. Старинный оранжевый краситель – хна. А вот для того, чтобы получить зеленый цвет, используют индиго вместе с различными типами желтых красителей.

      С самых древних времен и до 60-70 гг. ХIХ века роспись тканей осуществлялась натуральными красителями, которые производили из растений и компонентов животного происхождения.

 Природные красители

Предлагаю список натуральных природных красителей. В первую очередь, для тканей и пряжи. Это травы-красители, а также кора деревьев и т.п.

Растения главным образом применяются в высушенном виде. Сушка производится не на солнце и не в печи, а в тени, на открытом воздухе, на растянутых веревках или полотне. Красящие вещества, содержащиеся в растениях, очень редко находятся в чистом виде, и для получения их пользуются следующими приемами и способами: прежде всего, происходит измельчение сырых материалов, со стоящее в резке, крошке или толчении их; степень измельче­ния зависит от свойств и качеств самого материала, но во вся ком случае оно должно быть равномерно и возможно мельче. Измельченный материал подвергается выщелачиванию, со­стоящему в кипячении в дождевой, речной или перегнанной воде, причем для более полного извлечения красок к воде не обходимо прибавить немного поташа или соды.

По мере выкипания воды прибавляют свежей, и так поступают до полного выщелачивания материала, т.е. пока вода больше уже не будет окрашиваться. После этого отвар кипятят для выпаривания, т.е. для получения более густой краски. Дают отстояться и фильтруют через сито, на которое положен кусочек полотна.

Восковник, невысокий кустарник с большими листьями, распространен на севере России, имеет несколько разновидностей, известных под именем восковой ягоды, воскового вереска и т.д.; на плодах имеется восковой слой. Восковник имеет много красящего вещества, дающего ярко-желтый цвет.

Толокнянка — медвежий виноград, по виду напоминает бруснику, ягоды мучнистые, растет на песчаных местах и в сосновых лесах, собирать нужно после появления ягод. Дает желтый цвет.

Крушина — волчьи ягоды, красящее вещество находится в коре; произрастает на всей территории России, имеет много местных названий: корушатник, медвежина, крушина колю чая, слабительная, окостер, проскурина и др. Кора некоторых видов крушины в свежем виде дает желтую окраску, а в сухом — коричневую.

Береза — красящее вещество содержится в листьях и молодой коре; листья и кора собираются в начале лета; из листьев получается ярко-желтая краска, из коры — желтоватая.

Василек угластый — листья красят шелк и шерсть.

Василистник — листья красят шерсть.

Золототысячник — трава красит шерсть.

Одноягодник — красит полотно.

Полынь — трава красит в соломенный и палевый цвет, с квасцами — в лимонный цвет.

Подмаренник — цветы с прибавлением квасцов красят в темно-желтый цвет.

Барбарис — кустарник. Красящее вещество получается из коры, корней и древесины.

Желтинник — на Украине называют скомпия, красящее вещество в листьях и молодых ветвях, собирают в августе, сушат, толкут и мелют.

Плаун ликоподий — травянистое растение; красящее вещество в стебле растения.

Вайда (синило, синиль, фарбовник) — растет в умеренной полосе России, красящее вещество содержится в листьях.

Гречиха — дикорастущая на берегах Каспийского моря. Красящее вещество в листьях, густого синего цвета (индиго).

Гераний лесной — красящее вещество в цветах.

Ежевика — ягоды красят в темно-синий цвет.

Черника — ягоды красят шерсть, смоченную квасцами (1:10), в фиолетовый цвет.

Лакмусник — растет в Крыму. Трава красит шерсть в фиолетовый цвет, известный у французов под названием «Турнесоль».

Шалфей луговой — трава красит в темно-синий цвет.

Бузина — используют не спелые ягоды, как для красной краски, а листья бузины, которые дают хороший зеленый цвет.

Хвощ болотный, железник, беличий хвост, — растет повсюду; красящее вещество в стебле, дает зеленый цвет.

Щавель — растет почти повсюду; красящее вещество в листьях.

Можжевельник — растет почти повсюду; красящее вещество в ягодах.

Рута и цветок синего касатика — сок из них, смешанный вместе, дает прочный зеленый цвет.

Бирючина — ягоды окрашивают шерсть в темно-зеленый цвет.

Черемуха — внутренняя кора окрашивает в зеленый цвет.

Тополь — внутренняя кора красит пряжу в зеленый цвет, пряжа должна быть предварительно смочена железным купоросом (1 : 10).

Лишайники, торчовка, дубовая лапка — растут почти повсюду, на земле и камнях. Лишайник, растущий на камнях, дает особенно прочную коричневую окраску.

Ольха черная — распространена в умеренной полосе России, красящее вещество в листьях, молодых ветвях и коре.

Сухая кора крушины — дает коричневую окраску.

Кора сливяного дерева — дает коричневую окраску.

Трава серпуха — красит льняные и шелковые ткани.

Щавель конский — корень его, выкопанный осенью, дает коричневый цвет.

Состав для беления полотна. Полотно вымачивают в растворе из 3 ч. едкого натра, 30 ч. поташа, 15 ч. глицерина и 1000 ч. воды.

Беление льна по способу Клауссена. Сырой лен кипятят в растворе (1%) едкого натра и споласкивают в 2—3%-ном растворе горькой соли. Высушенный лен промывают в растворе (30%) соды, затем в 1%-ном растворе серной кислоты и наконец, споласкивают в холодной воде. При такой обработке лен теряет 1—2% веса.

Раньше также льняные полотна расстилали на мартовском снегу под солнцем - белили лён.

Исключительную по прочности и красоте окраску в синий цвет дает так называемое окрашивание кубом. Окрашивание ведется рядом способов, различают: содовый, поташный, купоросный и другие кубы. Удобнейшим из них является содовый куб.

Так красили льняные ткани для сарафанов на севере Руси, известна КУБОВАЯ НАБОЙКА.

Содовый куб: 500 г пшеничных отрубей погружают в котел с 5 — 6 л воды, нагревают в течение 1—2 ч, охлаждают до 50—60° С и прибавляют хорошо смешанные: 45 г индиго, 45 г соды и 10—12 г гашеной извести, все это оставляют прикрытым на 2—3 дня, изредка помешивая, до развития брожения и образования куба. Признаком хорошо удавшегося куба считается раствор янтарно-желтого цвета с пленкой наверху, имеющей синевато-красный отлив. Чтобы брожение происходило правильно, нужно все время поддерживать раствор теплым. Если брожение проходит бурно, нужно прибавить немного извести. Для окраски берут сначала только половинное количество полученного куба, так называемой матки, и смешивают с 10 л воды, в которой растворено 40—50 г соды. Такой раствор может окрасить 1,5—2 кг шерсти. Перед окраской шерсти ее смачивают и в мокром отжатом виде погружают на 30—35 мин в куб под уровень раствора. Затем ткань или пряжу вынимают, отжимают и развешивают сушиться на воздухе. Материал сначала окрашивается в желтый цвет, который быстро зеленеет, а под конец синеет. Окрашенный в синий цвет материал промывают в мыльной воде и прополаскивают в обыкновенной.

Для получения очень темного цвета окрашенный матери ал до промывки мыльным раствором несколько раз погружают в кубовый раствор. Если во время окраски цвет раствора ослаб, нужно прибавить немного краски из «матки» до получения первоначального цвета красочного раствора.

Окраской кубом можно получить различные цвета.

Практическая часть.

 Получение различных образцов – окрашивание ткани.

1. Неокрашенная холстина

2. Окраска черникой

3. Окраска луковой шелухой

4. Окраска свеклой

5. Окраска кофе

6. Окраска чаем

7. И последнее, я решила при помощи натуральных красителей изготовить наш Российский флаг. Взяла три полоски белой ткани. 1-ю полоску окрасила  соком черники. Затем в сок черники добавила лимонный сок. В результате получился красный сок. Окрасила 2- полоску – вторая полоска стала красной. И осталась белая полоска. Все это сложила и получился наш Российский флаг.

 Заключение.

 В ходе исследования установлено, что натуральные красители используются с глубокой древности. Спектр использования натуральных красителей широк. Их использовали для росписи своего жилища, предметов утвари, картин, для покраски пряжи (ковровое производство) и др.

В ХХ веке в большей степени использовались синтетические красители, так как шло развитие промышленности, они были дешевые и доступные для населения. В ХХI веке вновь возрос интерес к натуральным красителям, так как они экологически безопасны. Их широко используют в пищевой и текстильной промышленности, в косметологии.

В настоящее время натуральные красители используются для покраски различных тканей, яиц, приготовления морсов, окраски кремов для украшения тортов.

Поставленная мною гипотеза в ходе исследования была подтверждена

Литература:

1. Геннадий Федотов - "Сухие травы: основы художественного ремесла" –

2. Ф. Спасова статья "Гардарика" - "Основы практического крашения" 

3. Статья «Растительные красители лесной полосы России"

4. Реставрация тканей. Крашение текстильных материалов. Методические рекомендации". Составитель - Е.В. Семечкина 

5. Болотов В.М.,Нечаев А.П., СарафановаЛ.А. Пищевые красители: классификация, свойства, анализ, применение

6. www.narodko.ru

7. www.laestrella.ru

 Здесь будет файл: /data/edu/files/r1449734675.pptx (Натуральные красители)