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Presented by Yukiko Togo
Oita University
∼繊維に吸着した色素の量をはかる∼
染色の科学的研究に欠かせない問い
【服の色はなぜ見えるの?】
<ふつうの答え方>
•  服に色がついているから
•  服に光が当たっているから
•  目が服の色を感じるから
<上の答え方をちょっと学術的に言い換えると・・・>
☆服になる布地が染色されている
 (色素・染料が布地の繊維に吸着している、ともいう)
☆光が色素に当たって、光を吸収、反射している
☆目の中に色に反応する細胞がある
繊維に吸着した色素の量をはかるには…
•  色とは何かを科学的に知ることが必要
•  色について知るためには、光とは何かについても 
知ることが必要
•  染料になる色素にはどのようなものがあるのかに 
ついても知ることが必要
•  染まった色素の量を直接測れないなら、染料溶液の
染色前後の染料濃度変化から染まった色素量を測れ
ないかと考えてみて、染料溶液の濃度を調べる方法
を知ることが必要
光って何?
粒子 であり 波 でもあるもの
「色」は、光の「波の性質、波長」に関連して見えるもの
波長 波長
色の違いは光(可視光)の波長の違い
Newton別冊「光とは何か?」より
約400 nm 約750 nm
1 nm = ───────── m
   1
1,000,000,000
太陽光は白い 
•  太陽光はさまざまな色の光の集合 白色光
白色光
太陽光の 
スペクトル
プリズム
アイザック・
ニュートンの
発見
白色光をほとんど吸収
するものは黒に見える
白色光をほとんど反射
するものは白に見える
植物はなぜ緑色?
•  植物の緑色の葉は、白色光のうち、緑以外の光を吸収し、
緑色の波長の光だけを反射しているので緑色に見える
 → 緑色は光合成には必要がないから反射している!
赤い服はなぜ赤く見える?
•  赤い染料が繊維に吸着 
していて、その染料が赤
以外の波長の光を吸収し、
赤い波長の光を反射する
•  赤い染料
 現代ではほとんどの 
服が合成染料で染められ
ている
 19世紀半ばまでは、
天然染料が使われていた
合成染料の発見
1856年 (江戸時代末期、ペリー来航の3年後)
 イギリスの化学者パーキン(W.H.Perkin)(18歳)
マラリアという伝染病の特効薬キニーネの合成中
塩基性染料モーベイン(Mauveine)を発見!
まさに、セレンディピティ!!!
世界初の合成染料となる。色は紫色。
次々に合成染料が開発され、
100年後にはその品種は
4000種類以上に上った。
合成染料が発見されるまでは
天然染料で布を染めていた!
•  色素を持つ天然物にはどんなものがある?
 植物性:植物の根、茎、葉、実、花、
      コケ、地衣類、キノコ
 動物性:貝、虫、虫の分泌物
 鉱物:土、泥
すべての天然物は色をもつといえる
繊維の上にくっつくものが染料になりうる
虫由来の天然染料の種類
カイガラムシの下記3種は赤い色素を産出する
•  コチニール(中南米ペルー)
 サボテンに寄生する虫
•  ラック(東南アジア、インド、中国)
 樹脂状分泌物の中に住む虫
•  ケルメス(地中海沿岸)
 包嚢(球状の覆い)の中に住む虫
 ラックの色素成分ラッカイン酸の構造式
  A:R=CH2CH2COCH3        
B:R=CH2CH2OH          
C:R=CH2CH(NH2)COOH      
E:R=CH2CH2NH2
コチニールのカルミン酸 ケルメスのケルメス酸
ラック染料 Lac dye
•  ラックカイガラムシの分泌物
•  色素はラックダイパウダー  
として販売されている
<赤色色素> 用途:染料,食品の着色料,
          化粧品など
<樹脂成分> 用途:ニス、食品添加物など
猩々緋羅紗地違い鎌模様陣羽織
小早川秀秋(1577-1602)所用
 秀吉の養子
→安芸の小早川隆景の養子
→慶長の役に総大将として出陣
した戦国武将
桃山時代 国立博物館所蔵
猩々緋は,虫由来染料で染められた鮮やかな緋色のこと。
桃山時代から南蛮船によってもたらされ,陣羽織などの生地
としてしばしば用いられた。
しょうじょうひ らしゃじ  ちがいがまもよう   じんばおり
東京国立博物館>コレクション>名品ギャラリー>館蔵品一覧
http://www.tnm.jp/modules/r_collection/index.php?controller=dtl&colid=I393
繊維への染料の吸着
•  繊維と赤い色素が結合しなくては、染まらない
赤い染料溶液
 布
染まるという現象を
科学的に検証する 
には?
染料の吸着には、染料濃度、
染色浴比、溶液pH、染色温度、
染色時間などが影響する
染料溶液の吸光度測定
•  分光光度計で染料溶液の
 吸収スペクトルを測定する
分光光度計
いろいろな
波長の光を
当てる
出てきた
光を測定
する
波長と吸光度(吸収された光の割合)
の関係がグラフに示される
ラック染料溶液の吸収スペクトル
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
400 450 500 550 600 650 700
波長(nm )
吸光度A  .
26m g/L	
 	
 
52m g/L
489.5nmにピーク
染料吸着量を求めるために①
•  まず染料溶液の濃度とピークの吸光度の関係が比例
関係であることを確認する(検量線をひく)
y	
 =	
 60.335x
R
2
	
 =	
 0.9998
0
10
20
30
40
50
60
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
吸光度A
ラック染料濃度(mg/L)  .
染料吸着量を求めるために②
•  染色前と染色後の
染料溶液の吸光度
を測定する
•  染色前後の吸光度
の差が染料吸着量
に対応する!
→検量線を使って、 
染料溶液の染料濃度
が計算できる。
これを「残浴定量」
という。 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
染色前 染色後
吸光度A  .
染料吸着
量に対応
染料吸着量が求められると・・・
•  さまざまな条件で染料吸着量を求めることができる
•  染色方法と染着量を対応させて、染着量が多くなる
染色方法を検討することができる
•  染料と繊維の結合について物理化学的な考察をする
ことができる
→よりよい染色方法を検討するためのデータが得られ、
染色について科学的な議論をすすめることができる!
  

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  1. 秀吉の養子で,後に安芸の小早川隆景の養子となり,慶長の役に総大将として出陣した小早川秀秋(1577-1602)所用と伝えられる。猩々緋は,ケルメ スという動物性染料で染められた鮮やかな緋色のことで,桃山時代から南蛮船によってもたらされ,陣羽織などの生地としてしばしば用いられた。