宮城教育大学 環境教育研究紀要

第 12 巻 (2010)

桜（ソメイヨシノ）の染色性
西川重和 *・小川彩乃 **・小野あずさ ***・鈴木美佐子 ****
田幡憲一 *・岡 正明 *・斉藤千映美 *・棟方有宗 *・溝田浩二 *Study on Dyeing Properties with Japanese Flowering Cherries
Shigekazu NISHIKAWA, Ayano OGAWA, Azusa ONO, Misako SUZUKI,
Kenichi TABATA, Masaaki OKA, Chiemi SAITO, Arimune MUNAKATA and Koji MIZOTA

要旨 : 環境教育の教材として桜（ソメイヨシノ）の枝や葉を材料に用いた草木染についての検討をおこなった。桜の染色を授業に取り入れるため、桜の花びらのような赤みのある色合いを布に染める方法について検討をおこなった結果、次のことが明らかになった。①染材の煮出し用溶液をアルカリに調整することで、濃い赤みのある抽出液が得られた。②アルカリ条件下で抽出した煮出し液を自然放置することで、さらに赤みのある濃い液に変化した。染色布の色調から、1 ～ 4 日間程度自然放置することが最適である。
キーワード : 桜、染色、pH、自然放置、吸光スぺクトルに布を染めることができれば、大いに子ども達の知的１．はじめに環境教育の教材開発として、草木染めを取り上げ検好奇心を刺激すると考えられる。また、桜は学校など討をおこなった。草木染の魅力は、植物の持つ隠れた身近な場所に植栽され、材料の調達が容易である。

色を見つけるという楽しみがある。この楽しみを子ど桜の染色性に関する研究では、丸山 1） は材料に山も達に伝えるために身近にある天然の材料を用いるこ

桜の枝を用いて、分光測色計 ( L*a*b*) から材料の採とにした。今回、草木染の材料として、次の二つの観取時期の色調変化について検討をおこなっている。ま点から選択をおこなった。①材料の再利用の観点、物た、日景ら２） はソメイヨシノの葉を用いて、布の明質の溢れる現在の時代において、子ども達に材料の再度測定から煮出し溶液の pH についての検討をおこ利用化を学習させる場を提供することは、環境教育になっている。また、渡辺３）は一度染色した残存液が、おいて非常に重要なことである。②子ども達の無意識次の日には黄色からオレンジに変化していることを目な知的好奇心や科学的思考能力を刺激する観点、子ど視で観察している。

も達にとって、材料の外観と異なる色合いを布に染色

本研究では、桜の染色性について日景や渡辺が用いできれば、無意識のうちに知的好奇心を大いに刺激すなかった吸光度を用いて、煮出し用溶液の pH、煮出ると考えられる。今回、筆者らは春を象徴する花としし後の溶液の自然放置が染色布の色調にどのような影て古くから日本人に馴染みが深い、桜（ソメイヨシノ）響を及ぼすかについての検討をおこなった。特に、桜を染色材料として取り上げた。桜の落ち葉を用いるこの花びらのような赤みのある色に染色するための染材とで、普段は学校のゴミとして扱われる材料の有効性の抽出条件について検討した。に気付き、物質の再利用の重要性を考える題材へと展開できる。また、落ち葉の茶色から赤みのある色合い＊

宮城教育大学教育学部， ＊＊流山市立南流山小学校，＊＊＊東北大学大学院，＊＊＊＊工房「おりをり」－ 103 －

桜（ソメイヨシノ）の染色性

２．実験50）、沸騰条件下で 10 分間染色を行った。その後、水２－１

試験布および染材洗し常温乾燥した。

試験布には綿、毛、絹、ナイロン、レーヨン素材の染色方法②：抽出条件⑤の抽出液を試料布に対して平織物を用いた。ソメイヨシノ（大町西公園）の枝を浴比が 1：50 になるように鍋に入れ，80 ～ 90℃で 12チップ状に粉砕したものを染材として用いた。また、時間染色をおこなった。布を取りだした後は、水洗し実験によっては桜の葉も用いた。

常温で自然乾燥した。

２－２２－５

煮出し用溶液の調整方法

染色布の測定方法

染材を煮出し後に放冷し、抽出液の不溶分 ( セル分光測色計 CM-2002（ミノルタ）を用い、CIEL ＊ロース等 ) をろ過して抽出液とした。また、蒸留水でa ＊ b ＊表色系により染色布の表面色を測定した。また，煮出したものを中性条件、酢酸溶液で煮出したものを試料表面色の反射率から，Kubelka-Munk 関数により酸性条件、炭酸カリウム水溶液で煮出したものをアルK/S 値を求めた。

カリ性条件と呼ぶことにする。
抽出条件①：蒸留水に酢酸を加え、pH3 の酸性溶液３．結果と考察
３－１ 染液抽出時における pH の影響に調整し、鍋に酸性溶液 4 ℓを入れ、沸騰後にチップ状染材 200g を投入し煮沸した。抽出時間ごとに蒸発

中性条件下での桜の抽出液には、吸収スペクトルに分の水を加えた後に、抽出液を採取し抽出液とした。

ピークが存在しない（図 5 参照、吸収スペクトル曲線

抽 出 条 件 ②： 蒸 留 水 に 炭 酸 カ リ ウ ム を 加 え、は 380nm 付近でへこみ部分が見られる。これは測定

pH11.8 のアルカリ性溶液に調整し、鍋にアルカリ性用の光源ランプの切り換えにより生じたものである）。

溶液 4 ℓを入れ、沸騰後にチップ染材 100g を投入し煮抽出液の色変化を分かりやすくするために、特に波長沸した。抽出時間ごとに蒸発分の水を加えた後に染液を 3 点に決め吸光度の測定を実施した。その波長は、を採取し抽出液とした。

400nm( 場合によっては 350nm で測定した )、500nm、抽出条件③：鍋に蒸留水 6 ℓ入れ、沸騰後にチップ600nm とした。波長 400nm 付近は紫色を吸収し、そ状染材 400g を投入し、40 分間煮沸後に 95 時間自然の補色である黄緑色が見える。波長 500nm 付近は青放置した。

緑を吸収し。その補色である赤色が見える。600nm

抽 出 条 件 ④： 蒸 留 水 に 炭 酸 カ リ ウ ム を 加 え、付近は黄色を吸収し、その補色である青色が見える。

pH11.1 に調整し、鍋にアルカリ性溶液 6 ℓを入れ、沸桜色に染めるためには、赤みがかった抽出液が必要で騰後に 2cm 角に切った葉 250g を投入し 60 分間煮沸あり、特に波長 500nm 付近に注目して考察を行った。
酸性条件である抽出条件①の抽出結果を図 1 にア後に 31 日間自然放置した。
抽 出 条 件 ⑤： 蒸 留 水 に 炭 酸 カ リ ウ ム を 加 え、ルカリ性条件である抽出条件②の抽出結果を図 2 に示pH11.8 のアルカリ性溶液に調整し、鍋にアルカリ性す。結果から浴槽の pH が抽出液の色に大きく影響す溶液 12 ℓを入れ、沸騰後にチップ状染材 300g を投入ることが判明した。酸性条件では、薄黄色の抽出液がし 50 分間煮沸後に 62 時間自然放置した。

得られ、アルカリ性溶液では、赤みをおびた濃い抽出２－３液を得ることができた。目視から、アルカリ性条件で抽出液での染料濃度の測定抽出液を一定時間後に一定量取り出して所定量に希は染材投入時から濃色素が得られた。図 3 に酸性条件釈した後、ダブルビーム分光光度計 U-2000( 日立製とアルカリ性条件下での煮沸時間と吸光度の関係を作所 ) により吸光度を測定した。

示す。酸性条件では 350nm の波長における吸光度は、２－４

煮出し 30 分以降ではほぼ平衡状態に達した。500nm、

染色方法

染色方法①：抽出条件④によって得られた染液を放600nm における吸光度は、煮出し 5 分以降で平衡に置時間経過ごとにビーカーへ 200ml を採り、沸騰さ達した。つまり、これ以降煮出しを続けても赤みを増せてから、前もって湿潤させた布を投入し（浴比 1：す可能性は低い。

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アルカリ性条件での 350nm における吸光度は、酸性条件抽出と同じように煮出し 30 分以降は平衡状態になった。しかし、500nm、600nm における吸光度は増加傾向を示し、さらに赤みを増す可能性があることが示唆された。また、アルカリ性条件で抽出した吸収スペクトルを図 4 に示す。これまで、中性や酸性条件ではピークが見られなかった桜の抽出液の波長に 500nm近辺にピークを確認することができた。また、抽出時

図１．酸性条件下での抽出液の色変化（pH=3.0）

間が長くなるにつれ、500nm 付近の吸光度が増加する傾向が見られた。このことから、アルカリ性条件での抽出液は、煮出し時間により赤みがかった色合いに変化したことを示す。
３－２

自然放置時間による染液の色調変化

蒸留水での抽出液 ( 抽出条件③）の吸光度と自然放置時間の関係を図 5 に示す。蒸留水での抽出液は、どの波長においても放置時間による吸光度の変化は小さ
図２．アルカリ条件下での抽出液の色変化（pH=11.8）

くピークが存在しないことが確認できた。丸山 1）は、水道水で抽出した染液を 1 ～ 2 日間放置することによって，赤みが強くなると述べている。それはヤマザクラにおいてであり、今回のソメイヨシノの蒸留水による抽出液では、4 日間放置しても赤みを増す傾向は見られなかった。
アルカリ性条件での抽出液 ( 抽出条件④）の吸光度と放置日数の関係を図 6 に示す。400nm での抽出液の吸光度変化は、放置しても抽出直後とほとんど同じで変化は小さい。500nm では，放置開始後に急激な数値の増加を示したが、2 日目以降は平衡状態に達し変化が小さい結果となった。これは、放置開始後に抽出液の色が赤みを増すことを意味し、渡辺３）はアルカリ性

図３．酸性条件とアルカリ性条件下での煮沸時間と各波長での吸光度の関係で染色した残存液が、次の日には黄色からオレンジに変化したことを目視で観察している。この実験は渡辺の目視の結果をデータ的に裏付ける形となった。
抽出液を放置するに従い、吸光度のピークの波長も変化する。図 7 に波長のピークの変化を示す。抽出直後は 420nm のピークが、1 日放置後では 506nm に変化した。これは，抽出液が赤みのある色へ変化したこと示す。その後 4 日目までは増加傾向を示したが、4

図 4．アルカリ条件下での煮沸時間と吸収スペクトル（この図の全ての吸収スペクトル曲線は 380nm 付近でへこみ部分が見られる。これは測定用の光源ランプの切り換えにより生じたものと考える。そのため、波長 400nmにおけるスペクトルの山はピークと考えない）－ 105 －日目以降は減少に転じ 500nm に近づく結果を示した。
図 8 に染液の自然放置日数と pH の関係を示す。
pH11.1 に調整した鍋に染材を投入し、60 分間加熱し桜（ソメイヨシノ）の染色性

図５．染液の自然放置による吸光度の変化（中性）
図８．染液の自然放置による pH の変化

分光測色計により測定した結果を図 9 と図 10 に示す。
どの布においても、抽出液放置後初期の段階では、染色した布の L * は減少を示した。言い換えると布は濃く染色されていることを示す。毛と絹は 4 日放置後、綿は 2 日放置後の抽出液が一番濃く染まった。布の色調の面から見ると、赤みが強く染色されるのは、綿は図６．自然放置による吸光度の変化（アルカリ）2 日放置後、毛は 1 日放置後、絹は 4 日放置後の抽出液を用いたときである。この結果から抽出直後や 4 日た抽出液の pH は 8.4 へと大きく変化した。さらに、目以降の放置した抽出液では、赤みのある色には染め抽出液を放置することによって pH は減少傾向を示しがたいことを示している。授業で、桜の花ビラのよう中性へと近づいた。
中性に近い抽出液を用いることで、に赤みのある色に染めるためには、あらかじめ抽出し動物繊維（絹、羊毛）の損傷を防ぐことや染色後の残た液を 1 ～ 4 日間ほど自然放置する必要がある。

存液を廃棄する場合には、pH 調整が不必要となり環３－４

染色時間と布表面染料濃度の関係境に優しい染色方法と考えられる。しかし、31 日間

桜の花びらのように赤みのある染色をおこなうに放置後の pH6.6 の抽出液を用いて染色をおこなったは、pH 実験からアルカリ性条件で染液を煮出しする

場合、染色布への色素染着が非常に悪かった。原因とこと、抽出液の放置実験から 1 ～４日間放置することして、色素の分解や中性に近い pH に問題があると考が必要であることが判明した。それらの条件をもとにえられる。

染色方法②を用いて、染色時間と染色濃度の関係につ３－３

染液の自然放置時間が染色へ及ぼす影響

いて検討をおこなった。この実験は、実際に授業で染染色方法①によって染色した布 ( 絹、毛、綿 ) を色を実施する際にどれだけの染色時間が必要であるか

図７．自然放置による吸光度ピーク値の変化

図９．染織布の L*a* の関係－ 106 －

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４. おわりに桜の花びらのような赤みのある色合いに染めるための条件を明らかにすることを目的として、本報では、抽出前の浴槽の pH、抽出液の放置時間が染色布にどのような影響を及ぼすかについて検討をおこなった結果、次のことが明らかになった。
中性・酸性条件下で染材を抽出すると薄黄色の抽出液であった。一方、アルカリ条件下の抽出では、濃い**

図 10．染織布の a b の関係

赤みのある抽出液が得られ、500nm の波長における吸高度が増加し、赤みのある色に染色されることが明を判断するためである。目視から判断すると染色時間らかになった。

とともに染色布が濃色に変化した。そこで、染色布の蒸留水での抽出液は、4 日間放置しても各波長にお波長 500nm に着目し、反射率から各染色布の K/S 値

ける吸光度の変化は小さく、赤みを増す可能性はなを求めた。図 11 にその結果を示す。

かった。しかし、アルカリ条件下で抽出した液を放置

羊毛は、波長における K/S 値の変化が大きく、染することで、赤みのある濃い液に変化した。染色布の色 12 時間でも増加傾向を示している。すなわち染色色調から判断し、抽出液を 1 ～ 4 日程度を放置するこ濃度が平衡に達するまでには 12 時間以上の染色時間とが最適である。

が必要だと考えられる。また、染色初期では他の染色本研究は、赤みのある布に染色するための最適染色布よりも、K/S 値の傾きが大きく染着速度が大きいこ

条件の検討を中心に進めてきたが、今後は抽出液の色とが確認できた。綿や麻は、染色時間による K/S 値の変化の原理を明らかにすることと、実際に学校現場で変化は小さく、授業においては 30 ～ 60 分の染色時間の授業実践を図り、より良い環境教育に適した教材化で十分と考えられる。レーヨンは染色時間による K/Sを目指していく必要がある。

値の変化が小さく、染色６時間以降は、ほぼ平衡状態

本研究は平成 19 年度文部科学研究費補助金の助成に達した。ナイロンは綿や麻と同様、染色時間による金基盤研究 C を受けて行ったことを付し、謝意を表

K/S 値の変化は小さいが、染色 12 時間でもわずかなする。実験に協力頂いた宮城県産業技術総合センター

がら増加傾向を示していた。また、染色時間による染の笠松博氏に感謝する。

色濃度の変化は布素材によって異なることが確認できた。

引用文献
1）丸山博子 ; 櫻の科学 , 11,p31(2004)
2）日景弥生，三國咲子；弘前大学教育学部紀要 ,80,p71(1998)
3）渡辺久子 ; 葆光 ,10,p43

図 11．染色時間と染色濃度の関係（波長 500nm）－ 107 －