結びつく / Bonding

袋にはひとつの色名しか書かれていません。それを溶いてアイスダイに使うと、氷が溶けていくあいだに、布の上でいくつもの色に分かれて広がることがあります。染料の販売会社Dharma Trading Co.（ダーマ・トレーディング）は、混ぜてつくった色（混合色）を使ったアイスダイでは、氷が溶けて染料が布の中を動くあいだに、もとの純色が分かれて出てくると説明しています^[1]。黒やグレー、茶のような三色・四色の混合は分かれ方が大きく、単一の染料でできた純色だけを使うと、この分かれ方はずっと控えめになる、とも述べています^[2]。

この場面の写真は、これから撮って載せます。氷をのせる前の白い布と、洗い出したあとの布を並べて、粉をのせた場所とその縁を撮る予定です。ソーダ灰の袋と、色名が読める向きに置いた染料の袋の写真も添えます。

同じ染料の袋のそばには、たいていもうひとつ別の袋があります。ソーダ灰（炭酸ナトリウム）です。反応染料は、このソーダ灰のようなアルカリ剤がなければ布に定着しません^[1]。反応染料の色は、何によって布から離れなくなるのでしょうか。この柱では、反応染料が繊維とのあいだにつくる化学結合――共有結合――を手がかりにこの問いを追い、最後に、離れなくなる途中で色が分かれる場面に戻ります。

反応染料と繊維のあいだに共有結合ができて染まる、という説明は、一般財団法人カケンテストセンターの解説、染料の販売会社Dharma、繊維機械学会誌に今田邦彦が書いた連載記事「染色技術者のための染料化学」（その3）、岩瀬商店（ソメラボ）の技術頁のあいだで内容が一致しています^[1]。今田は、セルロース繊維用染料の繊維と染料の結びつき方は三つの形態に分かれ、反応染料はそのなかでもっとも結合エネルギーの高い、安定した共有結合で染まるため、水や汗、洗濯に対する堅ろう度がとくに優れると説明しています^[2]。反応染料は1956年に発表された、染料の部類のなかではもっとも歴史の新しいものだともしています^[3]。繊維の試験機関の別の解説も、反応染料は共有結合のため洗濯・汗・水の湿潤堅ろう度が比較的良いとしつつ、万能ではなく、長く保管するあいだに空気中の水分で染料が加水分解して色泣きが起きた報告がある、と書いています^[4]。

染料が繊維と結びつく経路は、大きく二つに分けられます^[1]。今田は、脂肪族系のビニルスルホン（スルファトエチルスルホン）は「求核的付加反応」で、ヘテロ環系のモノクロロトリアジンは「求核的置換反応」で、それぞれセルロース繊維と結びつくとしています^[2][3][2][4]。ただし、この結びつく反応は、染料が水そのものと反応してしまう「加水分解」と競い合う関係にあり、実際の染色条件では繊維との反応のほうが優勢に進む、と今田は述べています^[5]。染色温度が最適な範囲より高いと加水分解が優勢になって染着率が下がり、逆に低すぎると繊維との反応が遅れて染着が足りなくなるともしています^[6]。

この加水分解との綱引きの結果、反応染料は反応基の種類によって染まりやすい温度が違ってきます。今田は、低温染色型はおよそ40〜50℃、中温染色型は60℃、高温染色型は70〜90℃という目安を示し、反応基別では、ジクロロトリアジン（DCT）が20〜30℃でもっとも反応性が高く、モノフロロトリアジン（MFT）とビニルスルホン（VS）が40〜60℃、モノクロロトリアジン（MCT）が75〜80℃、トリクロロピリミジン（TCP）は95℃でもっとも反応性が低いとしています^{[1][2][3][4][5][6]}。家庭のタイダイやアイスダイでよく使われるプロシオンMXは、この今田の図と表のなかで、もっとも反応性が高く染色温度がもっとも低い側、低温染色型に置かれています^[7][8]。作り手向けの解説を書くPaula Burch（ポーラ・バーチ）も、プロシオンMXは環に塩素原子を二つ持つジクロロトリアジン染料とされる、と紹介し、この二つの塩素原子がセルロースの水酸基と反応する部位だとしています（染料の構造はメーカーが明かさないことが多く、文献から確かめにくい、とも断っています）^[9]。Dharmaも、この冷染め用の染料は温度とpHに応じて反応がゆっくり進むと説明し、熱をかけすぎるとかえって色が結合しなくなることがあると注意しています^[10]。ただし今田の数字は、染料を溶かした液に布を浸ける吸尽染色法の目安です。粉を直接のせるアイスダイの、しかも氷の温度で同じことがどこまで言えるかは、この解説からは分かりません（末尾の問いへ）。

繊維との反応を進めるには、アルカリ剤も要ります。カケンテストセンターは、染液のなかで繊維に染料を吸わせたあと、アルカリ剤を加えて化学反応で結びつけると説明し、今田は、pHの調整が大事でアルカリ剤の種類は問わないとしたうえで、ソーダ灰がよく使われるのは、10〜20g/L程度加えると中温染色タイプの最適染色pHとされる11.5前後になりやすいからだと述べています（吸尽染色法についての数値で、連続染色法や捺染法についての記述ではありません）^[1][2]。DharmaとBurchはそろって、ソーダ灰の役割はpHを上げ、繊維の分子を染料と反応できるようにすることだと説明しています^[2]。Dharmaは、あらかじめソーダ灰の液に布を浸す「前浸け」で布のpHがおよそ10.5になり、これによって反応染料が室温でも働くようになるとも述べています^[3][4]。重曹（炭酸水素ナトリウム）は塩基性がずっと弱く、ほとんどの染めの処方ではソーダ灰の代わりにならない、とBurchは注意しています^[5]。

塩の役目は、アルカリとは別です。今田は、反応染料は直接染料より繊維への親和性が低いので無機塩を比較的多く要し、吸尽染色での推奨量は50〜80g/L程度としています^[1]。Dharmaの浸染（桶で染める方法）の手順も、塩と染料で染料を布に吸わせてから、溶かしたソーダ灰を加えてpHを上げ、固着に約1時間、という順です^[2]。粉を直接のせるタイダイやアイスダイでは、先にソーダ灰に浸けておく^[3]。順番は違いますが、アルカリが反応の場を作るという役目は同じです。

染料をのせたあと、布は一定の時間置かれます。Dharmaは、タイダイでは湿ったままビニール袋に入れて最低4時間、もっとも鮮やかな色にはできれば24時間、70°F（約21℃）より低い温度ではもっと時間がかかると説明し、アイスダイでも同様に24時間置くとしています^[1][2]。別の染料店（PAC Fabric Dyes）の手順は、氷が溶けきっても3時間はすすがずに置く、としています^[3]。時間の根拠は、どの頁にも測定としては示されていません。この放置のあいだにセルロースの結合できる場所は染料の分子でいっぱいになるはずで、結びつかなかった余分な染料は、そのあと温水のすすぎと洗剤で洗い流す、とDharmaは述べています^[4]。同社のタイダイの手順では、すすぎはまず縛ったまま冷たい流水、次にほどきながらぬるま湯で水がほぼ澄むまで、そのあとすぐ洗濯機、という順です^[5]。アイスダイの手順は、冷たい流水で水がほぼ澄むまですすぎ、最後に熱い湯と染め用の洗剤で洗濯機にかける、としています^[6]。

結びつかなかった染料を洗い落とす工程は、色の澄み方を左右します。今田は、ソーピングの前は、繊維と反応せずに加水分解しただけの染料が繊維上に残っていて湿潤堅ろう度が悪く、これを取り除くために十分なソーピング（95〜98℃・10分ほど）が必要だと説明しています^[1][2]。きちんと固着させ十分に洗い出した反応染料には、色止め剤（フィックス剤）は本来必要ないはずだ、とBurchは述べています^[3]。桂屋ファイングッズ（みやこ染）も、自社の反応染料「リアクト」には染色後の色止めは不要と書いています^[4]。ただし同じBurchは、水の使用に制約のある現場など一部の業界では、コストの面から十分な洗い出しの代わりにカチオン性の色止め剤を使うこともあるとも書いています^[5]。要らないとする説明と、場合によっては使うという説明が、資料のなかに並んでいます。色止め剤そのものがどう染料を留めるかは、柱4「電気で寄せる」と柱7「貼り付ける」で扱います。

反応染料の反応基には、注意すべき性質もあります。今田は、染色工場で染料の粉を秤量し溶かす工程を念頭に、この反応基が血液中のたんぱく質のアミノ基とも反応する力を持つため、未反応のまま体内に入るとアレルギーなどの感作性を示すことがあり、粉塵の吸入による呼吸器での感作は人命にかかわる事故になりうるため、大手メーカーは警告ラベルを表示していると説明しています^[1]。家庭向けの染料の安全データシートの一つ（JacquardのProcion MX、Lemon Yellow）も、この種の染料は一部の人に呼吸器の感作を起こすことがあるとし、エアロゾルや粉じんの吸入を避けるよう注意しています^[2]。ただし今田は、感作の懸念があるのは未反応のまま活性を保った染料に限られ、染め上がった布や染色排水のなかの染料は、すでに繊維と結合しているか加水分解しているため問題がないとも述べています^[3]。

ここまでの説明が成り立つのは、反応染料とセルロース繊維（綿・麻・レーヨンなど）の組み合わせについてです。絹や毛では話が変わります。今田は反応染料が絹や毛にも使われるとしていますが、Dharmaは、絹や毛では色がずれることがあり、真っ黒は出ず、青を含む混合色はほかの成分の色へずれると説明しています^[1][2][3]。青は絹とうまく結びつかないともしています^[3]。ソーダ灰については、Burchと、Dharmaのソーダ灰の商品頁は、絹には注意して使えるが、毛にはソーダ灰でなく熱や蒸気を使う酸性染料のほうがよいとしています^[4]。ただしDharmaの別の頁（タイダイの手順）は、量を半分にし放置を4〜6時間までにすれば絹や毛にも使えるとしており、毛への扱いは同じ会社のなかでも割れています^[4]。

動物繊維の染めを助ける酢も、綿では役目が違います。桂屋ファイングッズは、酢は絹やウールの染めつきを助ける助剤で、綿など植物繊維の染めに入れると色止めにならず、かえって染まらなくなると注意しています^[1]。Burchも、酢や塩は色止め剤ではなく、染め終えた服を浸けても染料は固着しないと述べています^[2]。なぜ綿では効かないのかという化学的な理由は、どちらの資料にも書かれていませんでした。

色が分かれる現象――色割れ――について、Dharmaは、染料分子の大きさと、ソーダ灰のあるところで定着する速さが色ごとに違うことを理由に挙げています^[1][2]。これはこの会社自身の説明で、独立した研究による検証ではありません。純色と混合色の見分け方や、生地の濡れ具合との関係は、記事「アイスダイの「色割れ」」で扱います。

もう一度、氷の上の粉と、溶けたあとの布の境目に戻ります。その境目は、アルカリが十分に効くpHになっていたか、染料が純色か混合色か、そして置いた時間と気温が足りていたか――この柱で確かめた条件を、ひとつずつ映しています。同じ布のなかにいくつかの色が見えたとき、それがどの条件のずれから来ているのかを見分けることが、この柱を読んだあとの見方になります。

1. 反応染料（class-reactive） 2. ソーダ灰（炭酸ナトリウム）（aux-soda-ash） 3. Procion MX（反応染料の銘柄）（prod-procion-mx） 4. レマゾール染料（prod-remazol） 5. リアック染料（prod-tanaka-nao-reac） 6. アイスダイ（氷染め）（tech-ice-dye） 7. 色割れ（phen-colour-splitting） 8. すすぎと洗い落とし（proc-washout） 9. 染料をのせたあとの放置（キュアリング）（proc-curing） 10. 絹（fiber-silk）

- 🧪 ソーダ灰を先に浸けるのと、あとからかけるのとで、染め上がりは違うのか - 🧪 アイスダイで48時間置くという数字は、どこから来たのか。確かめた資料では最長24時間までしか出てきません - 🧪 氷の温度で、低温染色タイプの反応染料はどこまで反応しているのか - 🧪 最初に冷たい水ですすぐと「反応が止まる」というのはなぜか。実践者の説明はあるが検証はされていません - 🧪 生地の濡れ具合で、混合色の割れ方は変わるか（Dharmaの注意を家で確かめる） - 🧪 色止め剤は要るのか。あり／なしで色移りを比べる - 酢を綿に入れると染まらなくなる理由は、桂屋ファイングッズもBurchも現象までしか書いておらず、機構は資料にありません。新聞コラムには逆に「昔の家庭では藍染めの色止めに塩や酢を使っていた」という言い伝えもあり、専門家の記述と食い違っています - 🧪 色が薄く上がるとき、何が効いているのか。pH・温度・ソーダ灰の劣化など複数の候補が資料にありますが、家庭の条件でどれがどの程度効くのかは未確認です