植物と草木染めの色との関係性についての研究 Ⅰ 概要 採取した様々な種類の植物を、それぞれ２種類の布、３種類の媒染剤に分けて草木染め を行い、結果から、植物の染まり方に何らかの規則性があるのかどうかを調べた。 Ⅱ 目的 草木染めには、藍染や紅花染めなど様々な種類があり、その種類によって、様々な色が 出てくる。その上、小学生でも簡単にできるので、私も小さい頃に何度か草木染めをする 機会があった。 あるとき、とある本の中で、「染色は、何色が出るのかがわからないところが楽しい。」 というものがあり、それを読んで私は、「本当に何色が出るのか分からないのだろうか。色 の出方には何か規則性があるのではないだろうか。あるとすれば、それはどのような規則 性なのだろうか。」と考えた。それと同時に「これをＳＳＨの実験にしてみよう。」と思い 浮かんだ。 長い歴史を持つ草木染めを科学的に見て、尚且つ結果を導くのは難しいのではないか、 とも考えたが、せっかく研究が出来る機会を得ることができたので、できるなら小さい頃 から慣れ親しんだものにしたいとも思っていたので、この研究を行うことにした。 Ⅲ 活動日程 ３月 インターネットを用いて、草木染めで主に用いられている植物を探す 草木染めの基礎をインターネットで調べる 高崎市染料博物館見学 ４月 具体的な実験内容を考える ５月 紅花で試し染めをするが先々不安な結果となる ６月～９月 様々な植物で草木染めの実験（１日平均２種類の植物） Ⅳ 植物色素について 高崎市染料博物館 具体的な実験内容を考えたとき、「植物の色」についてインターネットで調べてみると、 植物の色素には主に４つの種類があり、四大色素と呼ばれていることが分かった。 色素の中で代表的なものは、フラボノイド・ベタレイン・カロチノイド・クロロフィル の４つである。これらは単独または共存して様々な色を発色する。 フラボノイドはアントシアニン・フラボン・フラボノール・カルコン・オーロンなどの 色素の総称で、白から黄色、橙赤、赤紫、青までいろいろな色を出す。ベタレインはアカ ザ目・サボテン目などの限られた植物の黄色、赤紫、紫、赤色を出す。カロチノイドは黄 色から橙、赤色を出す。クロロフィルは緑色を出す。以上のように、植物の種類などによ って、含まれる色素が異なるのである。 1 これを知って私は「草木染めの色は、植物に含まれている植物色素によって変わるので はないか。」と予想した。 Ⅴ 実験方法 上記より、「同じ植物色素が含まれているならば、同じ金属媒染で同じような色が出る」 という予想のもと、次のように実験をした。 ・大まかな実験方法 １．庭先などから採取した花・草などの植物をミキサーにかける。 ２．適量の水に、ミキサーにかけた植物（染料）を布に入れて輪ゴムで縛ったものに 入れ、約１０分間煮沸する。 ３．煮沸後、色が出た水（染料液）を４等分し、布・毛糸をそれぞれに入れる。 ４．４等分した内の３つに媒染剤を加える。残った１つを「媒染剤なし」とする。 ５．布・毛糸を取り出し、色の違いを観察する。 ・使用する布・毛糸…布（木綿）３cm×３cm に切り、お湯でのりを除いたもの。 毛糸（１００％ウール）１０cm 程度に切ったもの。 植物性のもの（布）と動物性のもの（毛糸）との染まり方の違いを観察する。 ・使用する媒染剤…アルミ媒染＜酢酸アルミニウム水溶液＞ 銅媒染＜硫酸銅（Ⅱ）水溶液＞ 鉄媒染＜塩化鉄（Ⅲ）水溶液＞ 媒染剤を入れることによって色を出しやすくするのと同時に、 媒染剤の違いによって出てくる色の違いを観察する。 それぞれ、５００ｍｌの水に３０ｇ入れたものを使用した。 アルミ媒染・銅媒染・鉄媒染 ・ 実験に使用する植物…植物に含まれている色素のなかで、インターネットで調べること ができたものとできなかったものがあった。そのため、花・草の色を赤、桃色、紫、緑、 黄色に区別し、それぞれ色素がわかっているもの・いないものに限らず３種類の植物を 選び、実験することにした。しかし、植物の生えている時期の関係で、いくつか実験で きない植物がでてしまい、結果的に次の植物を実験で使用した。 ツツジ アジサイ セージ ほうれん草 ヨモギ 緑茶 タンポポ びょうやなぎ 紅花 オシロイバナ 蘇芳（すおう） それぞれ、２５０ｍｌの水に染料として２５ｇ入れ、ガスバーナーで約１０分間煮沸し た。 2 写真の結果は右図の通り。 「乾燥させた後の変化」は、化学実験室で （下） 表し、「なし」は媒染剤なしのことを表している。 媒染剤なし 「アルミ」 「銅」「鉄」は、それぞれ媒染剤の種類を （上） 実験結果 アルミ媒染 銅媒染 鉄媒染 Ⅵ １日置いた後の変化を表している。 ①蘇芳染め、②ヨモギ染め 媒染剤を１つにまとめてしまった上、媒染なしでの 実験をしなかったので失敗。 結果は右写真の通り。 ③つつじ染め（色素不明） 染色液…明るい赤 ヨモギ染め 蘇芳染め 上記２つの実験の反省として、 「大まかな実験方法」で記したよう に実験をしたところ、金属媒染によって大分色が変化した。 （写真右上からアルミ・銅・鉄、下は媒染剤なし） アルミ…布・毛糸→紫色（アメジストのような色） 銅 …布・毛糸→赤に近い桃色 鉄 …布・毛糸→少し緑色に近い渋い色 なし …布 →薄めのきれいな桃色 毛糸→薄い茶色 つつじ染め 乾燥させた後の変化→アルミ、銅、媒染剤なしの布は、全て暗めの桃色となり、色の区 別がつかなくなった。鉄は色が薄くなった。毛糸は色が抜けたようになってしまい、全て が同じ、微妙な色となった。 ④タンポポ染め（色素…カロチノイド） 染色液…薄い黄色 タンポポの黄色い部分を手でつまみとって染料とした。染色液が とても薄くなったので、染まるかどうか不安だったけれども、それ ぞれ媒染剤を入れると、しっかりとした色がついた。 アルミ…布・毛糸→明るい黄色 銅 …布 →アルミよりも少し濃い、明るい黄色 毛糸→少し暗めの黄色 鉄 タンポポ染め …布 →暗い黄色 毛糸→色つきが甘め。暗い黄色 なし …布・毛糸→とても薄い黄色 乾燥させた後の変化→乾燥した後でも、媒染剤による色の区別はしっかり観察で全体的に 黄緑色になった。 3 ⑤緑茶染め（色素…カロチノイド） 染色液…茶色かかった黄色 葉っぱ自体の色は緑色だけれども、植物色素はタンポポと同じカ ロチノイドなので、タンポポと似たような色が出るだろうと予想し ていたが、実際に同じ緑色であるヨモギとは大分異なった色が出て きた。思っていたより薄い色となった。 アルミ…布・毛糸→薄めのきれいな黄色 緑茶染め 銅 …布・毛糸→薄くて暗めの黄色 鉄 …布・毛糸→黒に近い灰色 なし …布 →アルミよりも薄い黄色 毛糸→布よりも薄い黄色 乾燥させた後の変化→布も毛糸も、乾燥前と比べてあまり変化はなかったが、布の銅媒染 は少し黄緑色になった。鉄媒染は相変わらず灰色だった。 ⑥紅花染め（色素…カルコン） 染色液…黒に近い赤 山崎先生から分けてもらった染料を用いた。染料として市販され ているだけあって、媒染剤なしでもとても濃い色が出てきた。 逆に、媒染剤による色の違いはあまり感じられなかった。 アルミ…布・毛糸→明るくハッキリとしたオレンジ色 銅 …布 →アルミとあまり変わらない 毛糸→布より少し黒っぽい色 紅花染め 鉄 …布・毛糸→濃いこげ茶色 なし …布 →アルミとあまり変わらない 毛糸→色つきがあまりよくなかった 乾燥させた後の変化→緑茶と同様、あまり変化はなかった。銅媒染の色が少し暗くなった。 ⑦アジサイ（紫）染め（色素…アントシアニン） 染色液…茶色 きれいな紫色を期待していたが、染色液は茶色になり、なんとも 言えない微妙ない色が出てきた。紫色以外のアジサイもこのような 色になると考えられる。 アルミ…布・毛糸→濁った、茶色に近い緑色 銅 …布 →薄め水色 毛糸→薄めの濁った緑色 鉄 …布・毛糸→濁ったこげ茶色 なし …布・毛糸→色がつかなかった アジサイ染め 乾燥させた後の変化→全体的に薄めの黄緑色となった。銅媒染の布は、初めは薄めの水色 だったにも関わらず、アルミとあまり変わらない黄緑色となった。毛糸も、アルミと銅は ほぼ同じ色となった。 4 ⑧セージ染め（色素不明） 染色液…茶色 庭先に咲いていたもので、当初は名前も知らなかったが、アジ サイと同じ紫色の花、ということで実験をした。染料を火にかけず に水に入れたままにしておくと、だんだんと紫色の色素が出てきた が、火にかけるとだんだんと茶色になっていった。 アルミ…布・毛糸→濃い茶色 銅 …布 →少し薄い、黒に近い茶色 毛糸→黒に近いこげ茶色 セージ染め 鉄 …布・毛糸→こげ茶色 なし …布・毛糸→少し紫色がついていた 乾燥させた後の変化→ただ脱色しただけなのか、大分色が違うように感じた。茶色だった アルミと銅は、布・毛糸共に黄緑色に近い色になった。鉄の布は、薄い赤茶色になった。 ⑨ほうれん草染め（色素…ベタレイン） 染色液…淡緑色 市販のもの。染色液はなんとなくほうれん草の色だった。媒染剤を 入れてもあまり変化はなく、全体的に薄めに染まった。 アルミ…布・毛糸→とても薄い黄色 銅 …布・毛糸→薄い黄緑色 鉄 …布・毛糸→薄く明るめの茶色 なし …布・毛糸→透明に近い黄色 乾燥後の変化→全体的にやわらかい色となった。布よりも毛糸の色の ほうれん草染め 方がよく観察することができた。布は隅についている程度になった。 ⑩びょうやなぎ染め（色素不明） 染色液…透明に近い黄色 庭先で採取したもの。濃い黄色の花だったが、思っていたより染 色液の色が薄くなった。しかし、媒染剤を入れるとそれぞれ色が変 化し、特に鉄媒染は、黒に近い色となった。 アルミ…布・毛糸→明るくきれいな黄色 銅 …布・毛糸→アルミよりも薄い黄色 鉄 …布・毛糸→黒に近いこげ茶色 なし …布・毛糸→ほぼ無色 乾燥後の変化→銅媒染の布の色が薄いオレンジ色となった。鉄 びょうやなぎ染め 媒染の布も少し薄くなった。アルミの明るくきれいな黄色は、乾燥 しても抜けなかった。 5 ⑪オシロイバナ（ピンク）染め（色素…ベタレイン） 染色液…赤に近い濃い桃色 オシロイバナの色の違いによる染色の違いを観察した。染色液 は濃い色となったが、思っていたよりはっきりとした色にはならな かった。全体的に明るい色となった。 アルミ…布 →薄めの明るい桃色 毛糸→布よりも少し濃い桃色 銅 …布・毛糸→オレンジと茶色の中間色 鉄 …布・毛糸→薄いこげ茶色 なし …布・毛糸→アルミよりも薄い桃色 オシロイバナ（桃色） 染め 乾燥後の変化→布の色が全体的に薄くなり、隅についている程度になった。毛糸の色の 濃さはあまり変わっておらず、媒染剤なしでもきれいな桃色がついた。 ⑫オシロイバナ（黄色）染め 染色液…茶色に近いオレンジ色 桃色と同様、あまりはっきりといた色は出てこなかった。黄色の 花だったが、びょうやなぎのようにしっかりとした黄色ではなく、む しろ茶色に近い色となった。銅媒染の布の色が、桃色とほぼ同じ色と なった。 アルミ…布・毛糸→茶色かかった黄色 銅 …布・毛糸→薄いこげ茶色 鉄 …布・毛糸→薄いこげ茶色 なし …布・毛糸→比較的明るい黄色 オシロイバナ（黄色） 染め 乾燥後の変化→桃色と同様、布の色が全体的に薄い色となった。布のアルミ・鉄・銅の 色の違いがあまりなかった。毛糸はあまり変化せず、媒染剤なしは薄黄色となった。 次ページの結果は、実験結果を大まかにまとめたもの（△は曖昧な結果を表す） 6 乾燥後の色の変化 が激しい（毛糸） ○ ○ × × ○ ○ タンポポ カロチ ノイド × ○ × △ △ × × 緑茶 カロチ ノイド × × × ○ ○ × × 紅花 カルコ ン ○ ○ ○ × × × × アジサイ アント シアニ ン ○ × × ○ △ ○ ○ セージ 不明 ○ × ○ △ ○ ○ ○ ほうれん草 ベタレ イン × × × ○ ○ △ × びょうやなぎ 不明 × ○ × ○ ○ × × オシロイバナ （桃色） ベタレ イン ○ × ○ × × ○ ○ オシロイバナ （黄色） ベタレ イン ○ × ○ × × ○ ○ Ⅶ 染色後、植物自体の 色に近い色が出た 乾燥後の色の変化 が激しい（布） 乾燥後媒染剤によ る色の違いがはっ きり出た （毛糸） 乾燥後媒染剤によ る色の違いがはっ きり出た （ 布 ） 媒染剤な し で も 色 がついた （布・毛糸共に） 主に草木染め として使用されて いるか ○ 植物色素名 不明 植物名 つつじ 実験結果のまとめ･結果からの考察 ・布と毛糸の染まり方に違いが見られたものはいくつかあったが、特に植物色素による 関連性は見つからなかった。 ・植物自体の色が出る植物と、そうでない植物があった。これは同じ植物色素を持つ植 物の中でも見られた（ほうれん草とオシロイバナなど）。 これは色素の関係ではなく、植物の構造自体に関係があるのかもしれない。 ・鉄媒染は、植物によって若干違いがあるが、全体的に黒から茶色の渋い色となった。 特に緑茶の鉄媒染はしっかりとした黒に近かった。しかし、同じカロチノイド色素の タンポポの鉄媒染は暗い黄色となり、緑茶と同じような黒にはならなかった。 鉄剤を飲むときに緑茶で飲むのは良くない、と聞いたことがあるが、もしかしたら、 黒が出てきたのはそれと関係があるのではないか。 7 ・つつじとオシロイバナは、乾燥後の反応が似ていた。しかし、同じ色素を含んでいる ほうれん草とオシロイバナは、全体的目立った共通点は見つからなかった。 つつじの植物色素は不明だが（予想はアントシアニン）、オシロイバナと何かしらの 共通点があるのかもしれない。 ・上の表の結果には、植物色素からみても、特に共通点は見つからなかった。 以上のことなどから、植物の草木染めの色の関連性は、植物色素ではなく、もっと他に 作用している何かにある、と考えた。 では、その何かとは何なのだろうか？残念ながら、今回はそこまではわからなかった。 Ⅷ 感想 本を読んでふと思いついた実験だったので、一人で実験せざるを得なかった。いろいろ な過程において孤独に感じることが多かったが、無事実験を終えることができて本当に良 かった。当初の予想とは異なった結果となってしまったが、それはそれで新たな発見とな ったのでいいと思う。 今回の「草木染め」という実験は、他のＳＳＨ班の実験と比べると少々単純な実験かも しれない、と自分でも思ったが、実際に行ってみると、実験しようと思っていた植物が時 期外れで存在していなかったり、採取したのにいつの間にか枯れていたり、そもそも染め 方がわかっていなかったり…など、予想していなかった苦労がたくさんあり、何度も悪戦 苦闘した。その代わり、結果がとてもきれいだったり意外だったりする「草木染めの不思 議」を見ることができたので本当に良かった。 実験を全て終えて、草木染めの奥深さを身にしみて感じた。また機会があったら、 「実験」 としてではなく、 「趣味」の一環として、まだやっていない植物での草木染めをしてみたい。 そしていつか、今回わからなかった草木染めの色の関連性を見つけたいと思う。 最後になるが、協力してくださった先生方、１人の私を励ましてくれた友達、高崎市染 料博物館の皆様、庭先の植物の採取を許してくれて、時には植物事典をわざわざ開いてく れた家族、この実験に関わってくれた全ての人に心から感謝したい。 Ⅸ 参考にしたホームページ http://www.geocities.jp/opotyopure29/chika/ http://homepage1.nifty.com/seihotei/photo/photogallery.htm http://www.bioportal.jp/columns/29/spectrum.html http://homepage3.nifty.com/oso/plant/sikiso.html 8 9
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