媒染で色が変わるのは、なぜか同じ染め液で金属を替えた資料を並べる

カンボジアの伝統織物工房IKTT（クメール伝統織物研究所）を支援する団体のブログは、ラックカイガラムシの巣を使った染めで、みょうばんで媒染すると赤に、鉄で媒染すると紫になったという、IKTTでの結果を記録しています。^[1]

日本の短期大学の紀要にも、同じ構図の実験があります。鈴木恒夫と小林優子は、『長野県短期大学紀要』第57号（2002年）で、玉ねぎの外皮の抽出液で絹と綿を染め、媒染に使う金属を替えて、布の色を分光測色計で測りました。みょうばん（硫酸アルミニウムカリウム）と塩化第二錫の布は黄色系、酢酸銅の布は薄い橙系から茶系、硫酸第二鉄（鉄(III)）の布は薄い緑から暗い緑系になったそうです。^[2][3][4][5]

同じ染め液なのに、媒染に使う金属を替えると布の色が変わるのは、なぜでしょうか。

上垣良信ほかの論文は、緒言で、植物染料の多くはそのままでは繊維に染まりにくいため、鉄・銅・アルミニウム・クロムなどの金属を少量含む液に繊維を浸して、固着や発色を助けると説明しています。^[6]この金属の液が媒染剤です。市場染色工房は、その主役は金属イオンで、色素分子と金属イオンが結合（配位）して水に溶けない錯体ができる、と説明しています。^[7]錯体とは、金属イオンに色素などの分子がつながってできた化合物のことです。金属で色が変わるのは、電子の移動にともなう色調の変化と、錯体の安定性が増すことによる、ともいいます。^[8]ただし、工房サイトの平易な説明で、分光データは示されていません。

鈴木と小林は、先に媒染してから染める先媒染と、染めてから媒染する後媒染の両方を試したと報告しています。絹では、先媒染のほうが金属を問わず赤みの強い濃い色になり、みょうばんと錫で差が大きく、銅は先後で変化が少なかったそうです。^[9]綿では金属によって先後の効き方が違い、みょうばんを先媒染にすると黄みが急に下がって無彩色の方向へ動き、後媒染では玉ねぎ特有の黄色が出ました。^[10]

Ferial Teraほか（2012年）も、玉ねぎの外皮で羊毛・絹・綿を染め、5種類の媒染剤を比べています。ただし色は、測色でなく目視の色名です。硫酸第一鉄（鉄(II)）の媒染は、羊毛で緑みのある濃い茶からバフ色、絹と綿でカーキ系の色になったと述べています。^[11]

市場染色工房は、鉄の媒染では灰色系になることが多いと、自分の経験として書いています。使う草木で傾向は変わると断った、測色データのない印象です。^[12]測った資料には、これと重なるものがあります。佐々木麻紀子（2016年）は、煎茶で染めた絹を鉄（塩化鉄(II)）で媒染すると、明るさの低い黒系の色になったと報告しています。^[13]花田美和子と金井千絵は、『神戸松蔭女子学院大学研究紀要』（2015年）で、アラカシの堅果の染液で羊毛を染め、鉄液で媒染すると、明るさを表す値L*が、無媒染の68.21から30.96に下がり、黒に近い無彩色になったとしています。鉄液の成分は、資料に書かれていません。^[14]

一方、Mohd Nadeem Bukhariほか（2017年）は、クルミの樹皮で染めたウールを硫酸第一鉄で先媒染すると、色が赤の側へ動いた濃い茶になったとしています。^[15]玉ねぎの外皮では、鈴木と小林の鉄(III)は緑系でした。^[3]鉄の塩も、染料の色素も、繊維も、資料ごとに違います。どれが色の違いを生んでいるのかは、これらの資料からは言えません。

市場染色工房は、同じ染料と媒染剤でも綿と絹でかなり発色が違うと書き、たんぱく質とセルロースとで繊維の表面の足場が違うためではないか、と推測しています。^[16]Teraほかは、玉ねぎの外皮のみょうばん媒染が、羊毛と絹ではほぼ同じ色で、綿ではバーントオレンジからベージュ寄りの橙だったと述べています。^[17]花田と金井は、綿がもっとも染まりにくかったとしています。^[18]

資料は、金属が光や水への強さも変えると述べていますが、言い方はそろいません。Teraほかは、玉ねぎの外皮の染めで、耐光は銅が最も高く、みょうばんは無媒染より低く、塩化第一錫が最も低かったと報告しています（ブルースケールとの目視比較）。^[19][20][21]Bukhariほかのクルミ樹皮のウールでは、耐光は媒染の有無や種類によらず全試料が5級でした。^[22]

Maiwaは、銅と錫は媒染剤としてよく効くが、健康への悪影響があり、特別な処分が必要な有害廃棄物が出るため、使用を勧めていません。^[23][24]クロムは濃い黒を出せるものの、毒性の問題で今はあまり使われなくなったと、複数の資料が書いています。^[25]Pizzicatoほかのレビューは、従来の媒染剤は、染色後の廃液に残る成分が原因で、環境へのリスクとしばしば結びつけられてきたとします。^[26]

合成染料の酸性媒染染料でも、クロムの残り方は繊維で違います。今田邦彦は、『繊維機械学会誌』の連載記事「染色技術者のための染料化学」（その7）で、羊毛では染色後の排水に六価クロムがほとんど残らないが、ナイロンでは過剰の重クロム酸イオンが要り、残る量が羊毛より多くなるとしています。^[27]

ここまでの実験は、玉ねぎの外皮、煎茶、アラカシの堅果、クルミの樹皮という、限られた染料についてのものです。実験の資料のうち、鈴木と小林、花田と金井、佐々木の三つは大学の紀要で、査読の有無は頁から分かりません。Teraほか、Bukhariほか、Silvaほかの三つは、査読のある学術誌の論文です。確かめた資料の範囲では、次の資料は見つかっていません。先媒染と後媒染で色が変わる理由を実験で示した資料。同じ染め液で鉄(II)と鉄(III)を並べて測った資料。ヨモギ、コーヒー、紅茶など、ほかの身近な材料を媒染剤別に測った資料。草木染めのみょうばんや鉄が、合成の酸性媒染染料と同じ仕組みかどうかを直接述べた資料。

資料の食い違いは、食い違いのまま並べます。染織を扱う解説サイトのiroai.jpは、錫の媒染は堅ろう度のどの項目でも他より優れる（原文はクロムと錫を並べています）と一般論として書きます。^[28]一方、Teraほかの耐光は錫が最も低く^[21]、Bukhariほかのウールは錫で洗濯への強さが3級まで下がりました。^[22]みょうばんも、カナダの天然染料専門店Maiwaは耐光性を高めると書き^[29]、iroai.jpは光で退色しやすい傾向があると書き^[30]、Teraほかは無媒染より低いとしました。^[20]染料・繊維・金属の塩・試験の方法が同時に違うため、どれかが誤りだとは言えません。Teraほかの順位そのものにも注意が要ります。みょうばんと錫は先媒染、銅と鉄は後媒染で行われていて、金属の違いと先後の違いが重なっています。^[19]

これらは資料が言った範囲を並べたもので、家庭で試す手順ではありません。金属塩の扱いと廃液の処分は、使う媒染剤の表示と、資料の説明に従う必要があります。

IKTTを支援する団体のブログは、みょうばんで赤、鉄で紫という結果を、IKTTでのラックの染めのものと書いていました。^[1]

この赤と紫の理由を、ラックの染めで確かめた資料は、確かめた資料の範囲では見つかっていません。鈴木と小林は、玉ねぎの外皮の抽出液の吸収がケルセチンに似ること、アルミニウムで染めた布の黄色が、溶液で記録されたアルミニウムとケルセチンの錯体の黄色に近いことから、繊維の上でも錯体ができていることが示唆されたと述べています。ただし、繊維の上の錯体そのものは測られていません。^[31]Silvaほかは、アリザリンとアルミニウムのレーキ（染料と金属が結びついた顔料）の粉末で、C2の水酸基の水素がやや外れた形のレーキは紫がかり、水素が残った形のレーキは明るい赤だと述べています。^[32]ここで違うのは金属でなく水素の有無で、色素もラックのものではなく、繊維の上の研究でもありません。

ここからは、このサイトの見立てです。金属が違えば色素との錯体の色が違うという一般の説明^[7][8]は、ラックの赤と紫を説明する筋道になりそうです。

「鉄なら灰色」「みょうばんなら黄色」と覚えるより、染め液、金属、繊維、媒染の順序の組み合わせごとに見るほうが、これらの資料の書き方に合っています。環境の負荷も、Maiwaが金属ごとに使用の勧めを分け、今田が同じクロムでも羊毛とナイロンで残り方が違うとしていることから、天然か合成かの違いより、どの金属を、どの繊維にどう使うかの話に近いと読めます。家庭の草木染めで出る媒染廃液の扱いを述べた資料は、確かめた資料の範囲では見つかっていません。

• 🧪 先媒染と後媒染は、何によって決まるのか
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• 媒染剤どうしの耐光堅ろう度の順位は、染料が変わっても同じか
• 草木染めでミョウバンや鉄を使うのは、合成染料の酸性媒染染料と同じ仕組みと言ってよいか
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