Spijkerstof
In 1847 emigreerde Levi Strauss naar de Verenigde Staten. Daar maakte hij stevige broeken voor de goudzoekers in Californië, van zeildoek. Deze broeken vielen erg in de smaak bij de goudzoekers, omdat ze steviger waren dan de gebruikelijke broeken. Toen Strauss door zijn voorraad zeildoek heen was, stapte hij over op een sterke katoensoort, genaamd 'Serge de Nîmes' (keper uit Nîmes). Deze naam verbasterde al snel tot denim. De broeken hadden echter een probleem met de plekken waar veel spanning op staat: vooral de broekzakken scheurden nog wel eens uit. In 1872 kwam de kleermaker Jacob Davis met een oplossing hiervoor: klinknagels. Strauss liet zich overhalen, en gebruikte de klinknagels om de hoeken van de broekzakken te verstevigen. (bron: wikipedia)

In dit onderzoek ga je aan de hand van opdrachten de eigenschappen van spijkerstof onderzoeken. Dat ga je doen door spijkerstof te bekijken als stof. Ook ga je kijken naar de eigenschappen van een draad. Verder vergelijk je spijkerstof met andere stoffen.

 

Onderzoeksvraag: Hoe ziet spijkerstof er uit? Je eerste antwoord is dan waarschijnlijk blauw! Klopt, maar er is meer te zien aan spijkerstof. Om een onderzoeksvraag goed te kunnen beantwoorden is het vaak handig om een of meer deelvragen te formuleren. Voorbeelden van deelvragen zijn:
  1. Welke kleur of welke kleuren heeft spijkerstof?
  2. Hebben alle draden van spijkerstof dezelfde kleur?
  3. Van welk materiaal is spijkerstof gemaakt?
  4. Hoe wordt een draad tot een lapje gemaakt?
  5. Hoe sterk is spijkerstof vergeleken met andere stoffen?
  6. Hoe stijf is spijkerstof vergeleken met andere stoffen?
  7. Hoe brandbaar is spijkerstof vergeleken met andere stoffen?
  8. Hoe goed houdt spijkerstof water tegen vergeleken met andere stoffen?
Kun je nog een of meer deelvraag bedenken die passen bij de onderzoeksvraag? Is er een deelvraag bij waarop je het antwoord al denkt te weten? Schrijf het nummer van de vraag en het antwoord op.
1.2 (B) Formuleren van deelvragen
bij een onderzoeksvraag
Ik kan bij een gegeven hoofdvraag een aantal deelvragen formuleren die passen bij het doel van het onderzoek.

 

 

Het uiterlijk van spijkerstof
Kijk goed naar een stukje spijkerstof. Probeer ook je andere zintuigen te gebruiken om de spijkerstof te bestuderen. Welke instrumenten kun je gebruiken om een stukje spijkerstof zo goed mogelijk te bekijken?

Bestudeer een stukje spijkerstof. Kijk goed naar de voorkant en achterkant van het lapje.
Maak een tekening van het patroon dat je ziet als je de stof bestudeert. Gebruik zo nodig een loep/microscoop om het nog duidelijker te zien. Kijk goed of er, naast het patroon, nog meer dingen opvallen.

..........................................Tekening........................................

Bijzonderheden/uitleg
bij tekening (maak een legenda)
3.2 (A) Onderzoek stap voor stap uitvoeren
Ik kan het onderzoek uitvoeren volgens een onderzoeksplan, stap voor stap, ondersteund door de begeleider.
Eigenschappen van spijkerstof
Pluis een lapje spijkerstof uit elkaar:
  • Trek een aantal draden van de rechterzijde uit het lapje spijkerstof (draad 1).
  • Trek nu een aantal draden van de bovenkant uit het lapje spijkerstof (draad 2).
  • Bestudeer de draden. Let ook op de kleur en de ‘vorm’ van de verschillende draden.
Probeer zelf ook nog een bijzonderheid van de draden te onderzoeken.
Hoe wordt spijkerstof gemaakt?
Bekijk dit filmpje (of zoek zelf een filmpje over weven op Youtube) waarin wordt uitgelegd hoe spijkerstof wordt geweven.
De verticale (blauwe) draden noemen we de schering. De horizontale (witte) draden noemen we de inslag. Van het weven komt de uitdrukking ‘schering en inslag’. Dit betekent dat iets vaak en met grote regelmaat gebeurt. Een mechaniek beweegt de draden van de schering in vier groepen om de beurt op en neer. Elke keer als een andere groep draden boven is, wordt de naaldklos met de inslagdraad er door heen ‘geschoten’. Met een grote kam wordt de inslagdraad aangedrukt tegen het stuk stof dat al klaar is.In een lapje spijkerstof worden de draden om en om geweven. Een houten lat beweegt de weefdraden heen en weer zodat het garen met grote snelheid tussen de weefdraden kan bewegen. Zijn alle stoffen voor kleding geweven? Bekijk bijvoorbeeld eens een t-shirt en een spijkerbroek. Wat is het verschil?
Het vergelijken van spijkerstof met andere lapjes stof
In deze opdracht vergelijk je drie lapjes met elkaar, één lapje is spijkerstof.
Bekijk en vergelijk de lapjes op de punten die in de tabel staan. Je mag zelf ook criteria toevoegen, waarop je de lapjes wilt vergelijken.
Laat het spijkerstoflapje tussen je wijsvinger en je duim rollen. Doe dit ook met de twee andere lapjes stof.
Trek een draad van de rechterkant uit het lapje spijkerstof en de andere draad van de bovenkant uit het lapje. Doe hetzelfde met de andere lapjes.
Bekijk de draden nauwkeurig en vergelijk ze. Laat ook eens de verschillende draden tussen je wijsvinger en duim rollen. Maak de lapjes en/of draden nat en geef aan wat het verschil is (bijvoorbeeld stijfheid/sterkte).

 

Maak een tekening van je waarnemingen. Teken beide draden en maak ook hier een legenda.
..........................................Tekening....................................... Legenda / Uitleg

Maak een beschrijving van de draden die je hebt losgepeuterd. Je mag ook een loep/microscoop gebruiken.

Bijzonderheden Draad 1 Draad 2 Lapje
Kleur
'Vorm'
Treksterkte
Rekbaarheid/elasticiteit
Eigen vraag

Beschrijf in de tabel wat je hebt gevoeld en gezien toen je de drie lapjes en de draden met elkaar vergeleek.

Bijzonderheid Lapje 1 Lapje 2 Lapje 3
Soort stof

Hoe is de kleur
aangebracht?

Hoe voelen de
lapjes aan?

Is er verschil tussen
de draden van de
lapjes en zo ja welke?

Is er verschil als de
draden nat gemaakt
zijn?
Eigen vraag:
4.1 (A) Gegevens verwerken in een tabel
Ik kan de gegevens verwerken in een tabel, op aanwijzingen van de begeleider.

 

 

Hoe ziet spijkerstof eruit? Probeer dat zo goed mogelijk te omschrijven en gebruik in je antwoord de gegevens die je hebt verzameld. 5.1 (A) Conclusie formuleren met begeleiding
Ik kan (in een groepje) een conclusie formuleren passend bij de gegevens, met behulp van de begeleider.

 

 

Wat is het nut van dit onderzoek? Of eigenlijk... waarom zou je dit onderzoek doen? 7.3 (A) Uitleggen waarom onderzoek is gedaan
Ik begrijp het nut van het uitvoeren van dit onderzoek.

 

 

 

VOOR DE DOCENT
Deze opdracht is onderdeel van een serie van drie opdrachten rondom spijkerstof. De eerste gaat over hoe spijkerstof eruit ziet, de tweede over het bewerken spijkerstof. In de laatste opdracht gaat het om het vergelijken van spijkerstof met andere stoffen. Bij opdracht 1 en 2 krijgen de leerlingen de onderzoeksvraag aangereikt en worden zij aan de hand van opdrachten door het onderzoeksproces geleid. Bij opdracht 3 bedenken leerlingen zelf een onderzoeksvraag en stellen zelf een eenvoudig onderzoeksplan op.
Praktische voorbereiding
Hoeveel spijkerstof is er nodig?
Hieronder staan de benodigde hoeveelheden als alle drie de opdrachten worden gedaan.

Koop donkerblauwe spijkerstof. Spijkerstof is per meter te koop. De stof is 1,4 m breed dus één strekkende meter stof is 1,4m2. Hoeveel stof je nodig hebt is afhankelijk van de grootte van de lapjes die je gebruikt. Een goed uitgangspunt is om eerst lapjes van 8×8 cm te knippen. Een lapje van 8×8 cm is goed vast te houden en bijvoorbeeld te bewerken met puimsteen. Voor de meeste andere opdrachten kunnen de lapjes in vieren worden geknipt tot 4×4 cm. Lapjes van 4×4 cm passen goed in een bekerglaasje van 100 ml.

Verbruik van de lapjes per groepje:

Opdracht afmetingen aantal totaal (cm2)
bekijken spijkerstof 4 x 4 cm 1 16
vergelijken met andere lapjes
1 lapje per stof
8 x 8 cm 1 per
stof
64 per stof
puimsteen 8 x 8 cm 3 192
bleekwater 4 x 4 cm 3 48
Kaliumpermanganaat 4 x 4 cm 2 48
lapjes van verschillende
stoffen voor eigen onderzoek
4 x 4 cm afh. van
onderzoek ll
Totaal 368 cm2

Per groepje leerlingen is op deze manier 368 cm2 spijkerstof nodig. Met 10-15 groepjes in een klas heb je 3680 - 5520 cm2 per klas nodig. Dit is 0,4 – 0,6 m2 of max. 0,6 strekkende meter.

Tip: koop een goede (textiel)schaar en gebruik deze uitsluitend voor de spijkerstof en de andere lapjes.

Opdracht met andere lapjes
Neem lapjes die wezenlijk van spijkerstof verschillen, bijv. viscose, polyester, polyamide, wol en eventueel leer of jute.

Experiment met puimsteen
In plaats van puimsteen kun je ook gasbeton gebruiken. Uit een stuk gasbeton van 5×20×60 cm (bouwmarkt, ± € 2,00) kun je blokjes van ongeveer 2,5×5×5 cm zagen. Blokjes van dit formaat liggen goed in de hand. Gebruik een oude houtzaag om het gasbeton in stukken te zagen, je kunt de zaag hierna namelijk nooit meer voor iets anders gebruiken.

Experiment met bleekwater
Het goedkoopste bleekwater uit de supermarkt (± € 0,50/L) kan onverdund gebruikt worden. Bleekwater met verdikkingsmiddel is minder geschikt.

Experiment met kaliumpermanganaatoplossing
De concentratie van de kaliumpermanganaat is 0,02 M
Bereiding:
Los 3,16 g KMnO4 op in demiwater en vul aan tot een volume van 1,0 Liter.
Per klas heb je een halve liter nodig. Dit is voor kleine patronen: stip, kruis, bloem, enz. Voor grotere patronen (banen etc..) heb je al gauw meer nodig.

Veiligheid
Neem de nodige voorzorgmaatregelen om de practica veilig uit te kunnen voeren.
Informatiebronnen

Maar ook als voorbeeld een jeans ABC (begrippenlijst):


Spijkerstof is gemaakt van katoen. Op deze websites vind je informatie over hoe katoen wordt verwerkt tot geweven stof.

Maak gebruik van verschillende zoekmachines, zie:

Extra informatie
Deze opdracht is een bewerking van de opdracht 'Eigentijdse materialen', startmodule voor 3 havo/ vwo van Nieuwe scheikunde. De module Eigentijdse Materialen voor Nieuwe Scheikunde is ontwikkeld door:

Netwerk Noord-Holland

Ontwikkeldocenten

  • Lovina Hofmeyer, SG Nieuwediep, Den Helder
  • John Hukom, RK Lyceum Sancta Maria, Haarlem
  • Sylvia Lipman, Vechtstede College, Weesp

Didactisch onderzoeker

  • Erik Joling, AMSTEL Instituut van de Universiteit van Amsterdam

Coach

  • Aonne Kerkstra, docent aan de ISW Havo/VWO Naaldwijk en leraar in onderzoek aan het AMSTEL Instituut van de Universiteit van Amsterdam

Amsterdam, mei 2006

Het originele materiaal is te verkrijgen via de website van Nieuwe Scheikunde.
Hierbij hoort ook een docentenhandleiding met tips over het inkopen van materialen.
http://nieuwescheikunde.nl/Publicaties/Lesmodulen/.