染料とは?染料と繊維の結合や染料の種類や特徴について解説

染料繊維製品の基礎知識
この記事はこのような人にオススメ!

・染料とは?
・染料と繊維はどのように結合するの?
・染料にはどんな種類があるの?

どもどもTにぃです!

みなさん「染料」をご存知でしょうか?

染料とはその名の通りで染めるために使用する材料のことです

繊維には多くの種類があることはご存知だと思います
同様にして染料にも多くの種類があり、各繊維や用途に応じて適した染料が使い分けられています

また染料と結合することで繊維は染まりますが、その結合方法にも種類があり染料によって異なっています

今回はそんな染料について解説していこうと思います
この記事を読むことで染料とは、染料と繊維の結合方法、染料の種類についてお分かりいただけ、染料についての理解が深まると思います

ぜひ最後までご覧ください!

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染料とは?

染料

・繊維を染める色材
・水に溶解または分散
・一定の堅牢性を有する
・繊維に応じた染料を使用
・溶解、分散しないものは顔料

染料とは染色加工によって繊維を染める際に用いられる色材のことです

染色加工については下の記事で解説していますので、ぜひ合わせてご覧ください

   
染料は一般的に水などの媒体に溶解または分散し、繊維などに親和性があって吸収され、一定の堅牢性を有する色材とされています

繊維には様々な種類があり、それぞれで染着部分(染まる部分)が異なり、また染料との結合方法も異なります
そのため染色加工の際には各繊維やその用途に応じて適切な染料を選択し使用する必要があります

ちなみに水などに溶解、分散しない色材は顔料として区別されます
顔料は水に溶解せず分子が大きいため、水と混ぜてもすぐに沈殿してしまい、また染着することもないためすぐに脱落してしまいます

   

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染料と繊維はどのように結合するの?

染料と繊維の結合

①ファンデルワールス結合
②水素結合
③イオン結合
④共有結合

繊維を染めるには各繊維に適した染料が選ばれ、染料と繊維とが結合することで堅牢に染められることになります

染料と繊維の結合の様式には「ファンデルワールス結合」「水素結合」「イオン結合」「共有結合」があり、これらが組み合わされて染料と繊維が結合しているとされています

   

ファンデルワールス結合

ごく近くに位置する分子間にだけ働く力をファンデルワールス力と呼び、これによって起こるごく緩やかな物理結合のことをファンデルワールス結合を呼びます

結合の強さが最も弱いとされており、代表例としては分散染料等が挙げられます

   

水素結合

水素結合とは水素イオン(H+)を供与する「酸」と受容する「塩」の間で起こる緩やかな物理結合のことです

結合力はファンデルワールス結合よりも強いとされていますが、それでも弱い方に分類されます

代表例としては直接染料、バット染料、ナフトール染料、硫化染料等が挙げられます

   

イオン結合

イオン結合とは陰イオン(アニオン)と陽イオン(カチオン)の間に働く静電気的な引力に多く見られる化学結合のことです

結合力は比較的強く、堅牢性に優れる染色方法である場合が多いとされます

代表例は酸性染料やカチオン染料等が挙げられます

   

共有結合

共有結合とは互いに電子を出し合い、電子対を共有することによって得られる非常に安定な化学結合のことです

結合力は最も高いとされており、代表例としては反応染料等が挙げられます

   

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染料にはどんな種類があるの?

染料の種類

・直接染料
・反応染料
・バット染料
・硫化染料
・ナフトール染料
・酸性染料
・カチオン染料
・分散染料   等

繊維を染めるために用いられる染料には多くの種類があります
それらの主な代表例としては「直接染料」「反応染料」「バット染料」「硫化染料」「ナフトール染料」「酸性染料」「カチオン染料」「分散染料」等が挙げられます

それぞれ解説していきます

   

直接染料

直接染料は主にセルロース繊維の染色に用いられる染料です

色相が豊富で染法も簡単であり、かつ安価であることが特徴です
一方で染料と繊維間がファンデルワールス結合と水素結合であるため堅牢度が中程度となる傾向があります

直接染料に関しては下の記事で解説していますので、ぜひ合わせてご覧ください

   

反応染料

反応染料は主にせセルロース繊維の染色に用いられる染料です
また羊毛、絹等のタンパク質繊維やナイロン等の染色にも用いられる場合があります

色相が鮮明であり、共有結合であるため堅牢度も非常に高いことが特徴です
最近ではセルロース系繊維用の主力染料として、直接染料や硫化染料に変って多く用いられています

反応染料については下の記事で解説していますので、ぜひ合わせてご覧ください

   

バット染料

バット染料は主にセルロース繊維の染色に用いられる染料です
また用途によってはビニロンの染色に用いられる場合もあります

バット染料は色相の鮮明さにやや欠ける部分もありますが、水不溶性の染料であるため各種堅牢度が高いことが特徴です
ただし高価となってしまう傾向があるため、比較的手頃なボリュームゾーンではなく高価格帯用途での使用となる場合が多いです

   

硫化染料

硫化染料は主にセルロース繊維の染色に用いられる染料です

水不溶性染料であるため洗濯及び耐光堅牢度等に優れ、加えて安価であることが特徴です

一方で鮮明色が少なく、塩素ならびに摩擦堅牢度が低い傾向がります
加えて染料中の硫黄から硫酸が生成sれ、繊維を著しく脆化させる場合もあるため注意が必要です

   

ナフトール染料

ナフトール染料は主にセルロース繊維の染色に用いられる染料です

別名アゾイック染料とも呼ばれ、繊維状で水不溶性のアゾ色素を形成させる特徴があります

ナフトール染料は安価で比較的鮮明な色調の濃色を得やすい上に、バット染料に次ぐ優れた洗濯堅牢度を持ちます
一方で染色工程が長く煩雑になる傾向があるため、現在は浸染よりも捺染方式で用いられる場合が多いとされています

   

酸性染料

酸性染料は主に羊毛、絹等のタンパク質繊維やナイロン等の染色に用いられる染料です

染料分子の構造によって均染タイプとミリングタイプに分けられます

色相、堅牢度の面で品目が多く、非常に使いやすい染料とされています

酸性染料については下の記事で解説していますので、ぜひ合わせてご覧ください

   

カチオン染料

カチオン染料は主にアクリル繊維の染色に用いられる染料です
またアニオン改質されたポリエステル繊維やナイロン繊維の染色に用いられる場合もあります

色相が非常に鮮明で、イオン結合であるため堅牢度も高いという特徴があります
一方で均染が得にくい傾向があり、色ムラにつながる場合もあります

   

分散染料

分散染料は主にポリエステル繊維やアセテート繊維の染色に用いられる染料です
また用途によってはナイロン、アクリル、ポリウレタンの染色に用いられる場合もあります

分散染料は水に難溶性であるため、水に分散した状態から染色されます

耐光および湿潤堅牢度は高いとされていますが、一部では昇華やサーモマイグレーションににより染料が繊維表面上に移動し、湿潤堅牢度が低下するという問題を発生される場合もあります

分散染料はポリエステル繊維使用量の増加に伴い、現在では人工的につくられる合成染料の中で最大の生産量を占めるようになっています

分散染料に関しては下の記事で解説していますので、ぜひ合わせてご覧ください

   

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まとめ

まとめ

・染料は繊維を染める色材のこと
・繊維と染料の結合方法には種類がある
・各繊維に応じた染料を選ぶ必要がある

今回は染料について解説してきました

染料とは染色加工によって繊維を染める際に用いられる色材のことです
一般的に水などの媒体に溶解または分散し、繊維などに親和性があって吸収され、一定の堅牢性を有する色材とされています

染料と繊維の結合の様式には「ファンデルワールス結合」「水素結合」「イオン結合」「共有結合」があり、これらが組み合わされて染料と繊維が結合しているとされています
結合の強さは強いものから順に「共有結合」→イオン結合」→「水素結合」→「ファンデルワールス結合」となっています

繊維を染めるために用いられる染料には多くの種類があります
セルロース繊維の染料としては「直接染料」「反応染料」「バット染料」「硫化染料」ナフトール染料」、羊毛繊維やナイロン繊維などの染料としては「酸性染料」、アクリル繊維の染料としては「カチオン染料」、ポリエステル繊維やアセテート繊維の染料としては「分散染料」があります

染料には様々な種類があり、各繊維に応じた染料が使いわけられていることがお分かりいただけたのではないでしょうか

特にセルロース繊維を染める染料は非常に種類が多いことには驚きですよね
同じセルロース繊維を染める場合でも使用する染料が変わることで得られる結果が大きく変わります
発色性が良いものもあれば湿潤堅牢度が悪く洗濯で他の衣類に色移りしやすいものもあります
それぞれの染料の特徴を知ることで、トラブルが起こった場合でもその原因が理解しやすく適した対策もうちやすくなると思います

繊維製品の良さを引き立たせる「染料」についても知っていただくことで、より一歩踏み込んだ繊維の世界を知ることができると思います

今後も一緒に勉強していきましょう

ではまた!

   

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