Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Материаловедение

Применение натуральных красителей  Просмотрен 35

В настоящее время в промышленности используются, главным образом, искусственные красители, в древности же и в средневековье ремесленники применяли исключительно натуральные красители, изготовленные из частей растений и животных. Здесь мы приводим систематизированные сведения о сырье для натуральных красителей, методах их получения и технологии окраски ткани.

Для получения красителя используют как свежие, так и высушенные растения или их части. Сушка производится в тени на открытом воздухе. Сырье перед приготовлением красителя необходимо по возможности более равномерно измельчить путем резки, крошения или толчения. После этого сырье вымачивают в холодной воде в течение10-12 часов, а затем подвергают выщелачиванию. Для этого сырье заливают мягкой водой (т.е. содержащей малое количество солей кальция, можно использовать дождевую,перегнанную или взятую из чистых ручьев воду, жесткая вода из водопровода мало пригодна для этих целей), добавляют 1 чайную ложку соды или поташа на 1 л воды, доводят до кипения (но не кипятят) и вываривают при помешивании около 2 часов при температуре 70-90 градусов под крышкой, подливая свежую воду по мере выпаривания до тех пор, пока краситель полностью не перейдет в раствор. После этого отвару дают отстояться и фильтруют его через сито, на которое положен кусок полотна. В растворе красителя не должно остаться комочков, вызывающих неравномерность окраски.

Предназначенное для окраски полотно необходимо подготовить к окраске, чтобы удалить из нее жиры и примеси растительного и животного происхождения. Для этого купленную в магазине ткань достаточно просто постирать в воде и мокрой заложить в бак с красильным раствором, а вот ткани домашнего изготовления требуют более серьезной подготовки. Жиры из шерсти удаляют путем кипячения ее в кислой среде (например, в воде с добавлением уксуса), либо в мыльно-содовом растворе (50 г соды и 50 г мыла на 10 л воды), а лен нужно в течение 10-12 часов полоскать в горячем мыльно-содовом растворе (кусок хозяйственного мыла на ведро воды). При этом волокна ткани набухают, что приводит к более эффективному взаимодействию с красителем большей равномерности окраски.

Если будущий цвет светлого или яркого тона,то ткань нужно предварительно отбелить. При отбеливании тканей и пряжи животного происхождения необходимо очистить их от грязи, жира и пота, для этого ткань нужно промыть в мыльной ванне с прибавлением поташа и потом хорошо прополоскать в воде. Подготовленные таким образом ткани погрузить на 20-30 мин в 10-20%-ный раствор перекиси водорода, к которому прибавить 1-3% нашатырного спирта для нейтрализации жидкости. Затем вымытую влажную ткань просушить. Сушить лучше всего на солнце, если же сушка осуществляется в помещении, то сушить нужно при невысокой температуре.

Беление хлопчатобумажной ткани, льна, полотна и т.п. Применяют перекись водорода или раствор из 10 частей перекиси кальция, 5 ч. растворимого стекла и 1000 ч.

воды.

Беление пряжи или ниток. Материал положить на 8-9 часов в щелок из ясеневой золы, прополоскать холодной водой, потом промыть теплым крепким мыльным раствором, вторично прополоскать водой и высушить.

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

Отмыть и обезжирить льняные и хлопчатобумажные ткани можно, выварив их несколько часов в 5%-м растворе кальцинированной соды (0,5 кг соды на 10 л воды).

Беление льна по способу Клауссена. Сырой лен прокипятить в 1%-ном растворе едкого натра и сполоснуть в 2-3%-ном растворе горькой соли (магнезит, MgCO3). Высушенный лен промыть в 30%-ном растворе соды, затем в 1%-ном растворе серной кислоты и наконец прополоскать в холодной воде. При такой обработке лен теряет 1-2% веса.

Натуральные красители не так сильно взаимодействуют с волокнами ткани, как искусственные, поэтому для усиления стойкости окраски и яркости цвета при окрашивании необходимо добавлять протравы или дубильные вещества.

Большинство природных красителей, содержащихся в растениях, являются производными антрахинона и находятся в растениях в виде гликозидов – антрагликозидов. В процессе экстракции и крашения гликозиды распадаются на глюкозу и соответствующее производное антрахинона. На волокне большинство природных красителей закрепляется с помощью протрав – минеральных или органических соединений, образующих химические связи с одной стороны с волокном, а с другой – с красителем. Используя различные протравы, из одного и того же сырья можно получить до 40 цветов и оттенков. Цвет может также отличаться в зависимости от того, когда было осуществлено травление – до, в момент или после окраски. Для большинства протрав наиболее светлой окраской обладают образцы, окрашенные по 3 способу то есть когда обработка солями металла следует после крашения, а наиболее темной – окраски, полученные при крашении по способу с одновременным протравливанием. Это объясняется тем, что в зависимости от последовательности нанесения протравы и крашения могут образовываться комплексные соединения различного строения.

Впротравенуждаются до 90% растительных красителей. В качестве протрав применяются соли металлов, катионы которых осаждаются на ткани. Существует несколько видов традиционных протрав.

· Глиноземные протравы: алюмокалиевые, алюмоаммониевые квасцы;

· Железные протравы: желтая кровяная соль (гексациано(2)феррат калия K4[Fe(CN)6]*3H2O), сульфат железа (Fe2(SO4)3*9H2O), железоаммониевые квасцы;

· Хромовые протравы: дихромат калия (хромпик, K2Cr2O7), хромовые квасцы;

· Оловянные протравы: хлорид двух- и четырехвалентного олова (SnCl2*2H2O и SnCl4*5H2O);

· Марганцовая протрава: хлорид марганца (MnCl2*H2O);

· Медные и цинковые протравы: медные и цинковые купоросы (CuSO4*5H2O и ZnSO4*7H2O).

Квасцы представляют собой гидратированные двойные сульфаты, содержащие сульфат трехвалентного металла (алюминия, хрома, магния, железа, индия) и сульфат одновалентного металла (сульфат щелочного металла или аммония), обладают кислым и вяжущим вкусом. Применяются при крашении, как антисептики, при получении химикатов, в фотографии.

Общая формула – MеIMеIII (SO4)2*12H2O. В последнее время наблюдается тенденция заменять их простыми сульфатами. Квасцы можно купить в аптеке ("кровоостанавливающий карандаш"), в фотомагазине или в магазине химреактивов. Квасцы природные – группа минералов класса сульфатов, двойные водные сульфаты Al3+ и щелочных катионов –Na+, К+, NH4+. Включают натриевые квасцы, калиевые квасцы, аммониевые квасцы и др. Обычно бесцветные землистые или волокнистые массы. Твердость 2,5; плотность 1,6-1,8 г/см³.

Процесс протравливания квасцами называется "квасцевание". При этом обычно применяется 1-2% раствор. Количество красителя и квасцов определяется весом окрашиваемой ткани, характером красителя, толщиной ткани и яркостью нужного оттенка. Например,нужно прокрасить кусок шерсти весом в 700 г. Для квасцевания необходима ванна с модулем М30, т.е. на 100 г ткани необходимо 3 л воды, получается, что этот кусок нужно обработать в 21 литре 1% квасцов. 1% от 21 литра это 210 г сухих квасцов, необходимых для раствора. Смесь необходимо нагреть на огне до 60 градусов и обрабатывать шерсть при этой температуре не более 20 минут. Затем ткань вынимается, отжимается и опускается в краситель, но уже с модулем М50, т.е. не менее 35 литров. Как указано выше, квасцевание может проводиться также во время и после крашения.

При окрашивании шерсти хорошие результаты достигаются применением предварительной протравы бихроматом (дихроматом) калия (K2Cr2O7). На каждый кг пряжи или ткани следует взять приблизительно 20-25 гр соли.

Дубильные вещества (танниды) – это природные фенольные соединения, обладающие дубящими свойствами, применяется в народном хозяйстве для дубления кож, а также для изготовления натуральных красителей. Среди низших растений они встречаются в лишайниках, грибах, водорослях, среди споровых – во мхах, хвощах, папоротниках.

Богаты дубильными веществами представители семейств сосновых, ивовых, гречишных, вересковых, буковых (дуб и бук), сумаховых. Семейства розоцветных, бобовых, миртовых насчитывают многочисленные роды и виды, в которых содержание дубильных веществ доходит до 20-30% и более. Больше всего (до 50-70%) дубильных веществ найдено в патологических образованиях – галлах, особенно в сумаховых и дубовых (т.н. "чернильные орешки"). Наиболее богаты дубильными веществами тропические растения. Если красящие растения содержат дубильные вещества, тодобавлять их дополнительно нет необходимости.

Растительные красители, содержащие одновременно дубильные вещества (кора различных деревьев и некоторыедругиерастения) не требуют квасцевания, но протравы все же дают лучшее качество окраски, чем танниды. В некоторых случаях иразных частей одного растения можно извлечь разные красители. Комбинируя различные красители, используя кислоту или щелочь можно добиться различных расцветок, оттенков и насыщенности окраски.

Бак для окраски тканей, пряжи и меха должен быть просторным и не иметь трещин и сколов эмали, чтобы не было примеси посторонних веществ, искажающих цвет изделий. Ткань надо укладывать так, чтобы не образовывались складки, а раствор при крашени инеобходимо постоянно перемешивать, это поможет избежать непрокрашенных полос и обеспечит равномерную окраску. Если же требуется создать "мраморную" окраску, то пользуются техникой узлового батика: изделие после обычной подготовки связывают узлами или перетягивают тесьмой, под которыми ткань прокрашивается не до конца и получается более светлого тона.

Окраска начинается с погружения ткани в горячий красящий раствор, который постепенно доводится до кипения, и продолжается в общем 1,5-2 ч. Если протрававводится уже после окрашивания материала, то продолжительность крашения удлиняется до 2,5 ч. Все вещества вводятся в котел в растворенном или разбавленном в воде виде, при этом окрашиваемый материал вынимается из ванны, содержимое ее хорошо размешивается деревянной палкой, после чего опять погружается материал для окраски. После крашения необходимо пряжу или ткань прополоскать в теплой мыльной воде, а потом хорошенько в холодной, но аккуратно, чтобы краска не отстала. После полоскания нужно краску закрепить, для чего материал погружают на 2-5 мин в холодную воду, к которой на ведро воды прибавлено 20 г концентрированной серной кислоты. Это закрепление краски называется откваской. После откваски нужно опять прополоскать в воде, отжать и развесить для просушки.

Невозможно дать какие-либо конкретные рекомендации о количество растительного сырья, требуемого для окраски определенного количества ткани, так как содержание красителя в сырье – величина переменная и нефиксированная. Некоторое представление обэтом можно, однако, получить из следующих примеров.

Для окраски 1,6кв.м домотканого холста в желтый цвет взять10-литровое ведро, на две трети заполнить березовым листом, добавить 10 чайных ложек соды (1 ложка на литр воды), кипятить полтора часа с помешиванием и подливанием воды по мере выкипания,процедить, погрузить протравленный холст, варить 1 час при помешивании. Полоскать, как указано выше. Для окраски 4 кв.м шерстяной ткани в красный цвет требуется 200-300 г корня морены красильной на 10 л воды плюс 1 стакан алычового сока. Для окраски 1,5 метра льняной ткани в коричневый цвет требуется 400 г дубовой коры.

Предыдущая статья:Сказка «Чьи цветы лучше» Б. Вовк Следующая статья:Сырье для получения растительныхкрасителей
page speed (0.0224 sec, direct)