大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A.①七夕に関連して五色の短冊の意味や塗料について学んだ。また、液晶や有機ELについても学んだ。 ②緑色は500?560程度の波長で、色素にはクロロフィル、フタロシアニングリーンなどがある。 ③染料と顔料の違いは、素材への定着方法と性質にある。染料は水や溶剤に溶けて繊維などに染み込み、化学的に結合して着色する。一方、顔料は水などに溶けず、微粒子として素材の表面に付着して着色する。染料は鮮やかだが耐光性や耐水性に劣ることがあり、顔料は耐久性に優れるが発色がやや鈍い場合がある。用途や目的に応じて使い分けられている。
A.
A.①顔料と塗料について学んだ。Zn、Pb、（Hg）、Cｄの共通点は１２属であることが分かった。亜鉛華は昇華によってできるものだと分かった。亜鉛はジンクホワイト、鉛はシルバーホワイト、TiはチタニウムホワイトHgSは朱色など様々な色があり、粉は大きさによって色が変わると言うことが分かった。液晶ディスプレイや偏光子、TFTアレイについても学んだ。②青色について議論した。青色は教科書のカラーサークルでは２４０度であると分かった。R：G：B＝０：０：２５５で代表的な青色であることが分かった。③色度座標とは、光の色を数値で表すための座標であり、具体的にはCIEが定めた色空間におけるｘ、ｙ、ｚの３つで表されると分かった。ＹＭＣＫとはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの総称のことをいい、プロセスカラーはＹＭＣＫの４色のインクを掛け合わせることで、フルカラーを表現する印刷方式のことであると分かった。ＲＧＢとは、光の三原色である赤、緑、青の頭文字をとったもので、ディスプレイやモニターで色を表現する際に用いられる方式だと分かった。
A. 顔料と染料について、顔料は溶剤に溶けない着色剤で、線量は溶剤に溶ける着色剤である。色の鮮明性は染料の方が優れており、色の残留性は顔料の方が優れている。金属顔料について、酸化亜鉛はジンクホワイト、炭化鉛はシルバーホワイト、酸化チタンはチタニウムホワイトという色を出す。 グループワークでは色の表現を調べた。色として紫を選んだ。最新工業化学のP181のカラーサークルによると、紫は時計回りに45度付近に存在している。＃A757A8の紫のRGBはR167、G87、B168である。波長は380～435nm、エネルギーは2.755～3.26eVであった。また、この色の補色について調べると＃63c45bという黄緑色であった。 事後学習では古くから使われる染料について学んだ。古代インドやエジプト、江戸時代に用いられていた天然染料にインド藍という藍色を出すものがある。インド藍はインド、アフリカ、中央・南アメリカなどの熱帯・亜熱帯地域に生えている。また、日本や中国ではムラサキという植物から得られる紫根という染料もある。ムラサキは北海道から九州、朝鮮、中国、アムールに広く分布し、山地、草原などに生えている。紫色は日本の歴史においては高貴な色とされており、冠位十二階では最も高い位を象徴する色であった。
A.①?③を以下に示す。 ①七夕の歌の歌詞に出てくる「五色」について調べた。七夕の五色の短冊は、中国の陰陽五行説に由来し、それぞれに意味が込められている。青（緑）は仁、赤は礼、黄は信、白は義、黒（紫）は智を表し、これらは人間力を高めるための徳目とされている。またそれぞれが自然界の要素（木、火、土、金、水）を表しており、魔よけの意味を持つとされている。 これらの色は塗料によってつくられる。Zn、Pb（Hg）、Cdは12族金属である。よってｄ－ｄ遷移によって色を呈するようになる。なぜならこれらは遷移金属であるためｄ軌道を持ち、ここで電子遷移が起きるからである。例えば酸化亜鉛や酸化鉛は白色、CdSO４は黄色、HgSは朱色を呈する。同じ白でも酸化亜鉛ははジンクホワイト、酸化鉛はシルバーホワイトといわれる色になり、酸化鉛は特に白い。HOMOとLUMOについて、電子が詰まっている軌道をHOMO、電子が入っていない軌道をLOMO軌道である。このことを踏まえると有機化合物はｄ軌道を持たないためｐ軌道で遷移が起きることがわかる。そのためπ―π遷移が起こる。 一方、衣服の色は粉ではなく溶媒中に溶かして使う必要があるので染料が使われる。 液晶は半導体同様フォトリソグラフィーによって作られる。色度座標について、左上に山なりが来る。この中の色を液晶で表すには光の三原色（R、G、B）を使う。これを加法混色という。しかしすべて表現できるわけではなく、例えば新しい緑が見つかればよりたくさんの色が表現できるようになる。 一方C、M、Y、黒を使うのを減法混色（CMYK）という。 ②演題 色の表現に慣れよう グループ名 イ・シアン 役割 責任著者 共著者 加藤さなみ、大坂琉音、島貫乃愛、鈴木結惟 好きな色の青について調べた。 青にもたくさんあって、ターコイズブルー、ラグーンブルー、シアンなどがある。 青の色相関について赤を0としたときに240℃の位置にある。段階について調べたところ１３?１９と出てきた。 ③トピック名 七夕の願いことを描こう 七夕の歌の歌詞に出てくる「五色」について調べた。七夕の五色の短冊は、中国の陰陽五行説に由来し、それぞれに意味が込められている。青（緑）は仁、赤は礼、黄は信、白は義、黒（紫）は智を表し、これらは人間力を高めるための徳目とされている。またそれぞれが自然界の要素（木、火、土、金、水）を表しており、魔よけの意味を持つとされている。
A.第十二回目の授業鵜では顔料について学びました。元素によって色は異なって見え、亜鉛はジンクホワイト、鉛はシルバーホワイト、チタンはチタニウムホワイト、硫化水銀は朱色になることがわかりました。亜鉛、鉛、水銀には12属であるという共通点があるため含量は12属の元素に適正があるとも考えられます。 グループディスカッションでは好きな色について調べました。私達の班は青色を選び、246度であることがわかりました。組成はR:G:B=0;0:225でした。これがいわゆる代表的な青色とされています。 復習の内容として、顔料の歴史を調べました。人類が初めて顔料を使用したのは約15万年～6万年前の旧石器時代で、 ネアンデルタール人は当時、顔料による身体彩画や死人を埋葬する棺に赤色の顔料を振りまいていました。産業革命以来多くの合成顔料が発見され、絵画やファッションに利用され始めました。 一方、染料系の色素は顔料よりも新しく、紀元前7世紀のバビロニアの楔形文字で書かれた板に染色法の記録があります。
A.①五色の短冊を染めるにはどのようにするのかを調査した。そして、顔料と染料の違いを学んだ。顔料は、水に流れないという性質を持ち、建物を染めるときの塗料として使用される。よって、内側のものを保護したいときに使用される。染料は、繊維を染める際に使用する。顔料よりも鮮やかな色を出すことができる。しかし、色が薄くなるという特徴がある。色と関連して、液晶についても学んだ。カラーフィルター今は、顔料を使用している。鮮やかさを犠牲にしても長持ちさせることを優先している。 ②色の表現を調査した。レモンイエローというグループで、青木優菜、森崎ひまり、荒井巴瑠、永井日菜、山崎紀々香と議論し、私は調査した。レモンイエローを選択し、使用する色素環は、HSL色空間とした。RGB値はRは255、Gは247、Bは0であった。CMK表現では、Mは0.03、Yは1.0、Cは0、Kは0であった。代表波長は、580nmであった。 ③古くから使用される顔料として、鉱物顔料を選択した。原鉱から採掘を行い、石臼やボールミルで数ミクロンまで粉砕する。水中で攪拌し、粒形の異なる層に分離する。均一化して保存用の瓶に詰め、製造される。バインダーとして、にかわ、アクリル樹脂との相性が良い。膠を使用した塗料の製法は、まず、膠を溶かす。次に、顔料と混ぜ、水で粘度調整を行い、濃さを調節する。乾くと強固に定着し、自然な発色を示すのが特徴である。また、染料として、紅花を選択した。黄色色素と紅色色素を含む。黄色は、弱酸性にすることで析出し、紅色はアルカリ処理後、酸性条件で析出する。紅花は先始めに摘むことで最もカルタミンが多い状態で摘み取ることができ、高品質な紅をとることができる。水分を抜いて、紅餅という形で保存する。 ディスプレイとカラーフィルターについて調査した。原色カラーフィルターは、赤、緑、青の3色を基本とするフィルターである。補色からーフィルターは、RGBの補色である黄、シアン、マゼンタを使用するカラーフィルターである。特定波長の身を透過、吸収し、色合いを正確に再現することが要求されると考える。色むらやコントラストの低下を防ぐために、粒子のサイズをできるだけ小さくする必要がある。実現するために、ナノ粒子を利用し、分散技術により、濃度を上げつつ薄膜化することが必要であると考える。
A. 漆を用いたコーティング技術は、日本の伝統工芸として発展してきたが、近年では量産化が進んでいる。漆液の安定供給に加え、DNAマーカーによる漆木の選抜や未利用漆を活用した熱重合塗装技術が開発され、漆の利用範囲が拡大した。さらに、ウレタン系硬化剤の導入により乾燥時間が短縮され、プラスチックや金属など多様な素材への対応が可能となった。 漆塗装の量産化に加え、柄を付けるパターニング技術も進化している。従来の手作業に代わり、フォトリソグラフィやエッチング技術が導入され、微細で複雑なデザインの高精度な再現が可能となった。これらの技術は、漆製品だけでなく、電子部品やセンサーなどの分野にも応用されている。 フォトリソグラフィーは半導体製造だけでなく、印刷用凸版の製造にも応用されている。感光性樹脂にマスクを通してパターンを転写し、現像・エッチングによって金属版に精密な凸部を形成する。液や温度、露光条件の管理が品質に大きく影響し、産業用途では一貫した工程管理が求められている。
A.①有機色素は、HOMOと呼ばれる電子が詰まっている軌道から、LUMOと呼ばれる空の軌道への電子の移動によって光を吸収している。 私たちは、太陽光のような白色光の中から、そのエネルギー差に合う波長の光が吸収され、残った光が目に入り色が見えている。 また、ディスプレイ技術には発光型と非発光型がある。そして、PDPやELは自ら光るのに対し、LCDはバックライトが必要であるという事も大事である。PDPやELは明るさや反応速度に優れ、LCDは省電力に優れている。 なおこれらは、用途に応じて使い分けられている。 今回のグループワークは色の表現に慣れようである。 ②演題は色の表現に慣れようであり、グループ名は名無し、属した人は、長橋昂汰、山根寿々、向田有稀、金子乃々楓、鈴木奏逞、須藤春翔であり、役割は調査係。 今回は紫をを選び、選んだ色の色相を角度や波長、エネルギーについてまとめた。角度は45度で波長は380~435nm、エネルギーは、2.755~3.26eVであった。 ③私は、ディスプレイ技術の特徴を比較した。 まず、ディスプレイ技術にはさまざまな方式があり、LCDは非発光型であり、バックライトが必要だが消費電力が少ないため、ノートパソコンやスマートフォンに多く使われている。一方、PDPやELは自発光型であり、輝度や応答速度に優れるが、消費電力が大きい。 有機ELも自発光型で、薄型・軽量化が可能なため、今後のフレキシブルディスプレイの実用化に期待されている。 用途や画面サイズに応じて、それぞれの特性を生かした選択がされている事が理解できた。
A.【講義の再話】 モノに色を付けるために用いる物質として、染料と顔料があります。染料はその物質自体が付着するもので、発色はよいですが時間がたつと色褪せてしまいます。顔料は付着させるための物質であるバインダーを混ぜる必要がありますが、染料と比べて長持ちします。これらの色素は、物質の電子がHOMOからLUMOへ励起し、元に戻るときに特定の周波数にピークを持つ光を発することで呈色しています。同じく色を表現するものとして、液晶があります。液晶は特定の方向に流動性があり別の方向にはないという異方性を持つ。電解によって平行に整列するため、これによって光を通すか通さないかを電気信号によって制御することができる。 【発表の要旨】 演題:色の表現に慣れよう グループ名：七夕 共著者名：石毛翼、宮入丈、藤森隼也、内藤樹、赤嵜亮太 役割：調査 青色について調査した。青色のカラーサークルは240度であり、RGBで表現すると R:G:B=0:0:255である。 【復習の内容】 さらに別の色についても調査し、好きな色に藍色を選んだ。 藍色のカラーコードは#165e83である。HSL色空間において、藍色のH値は右を0度として反時計回りに219.67度である。 RGBの表現ではR:22 G:94 B:131, CMYKの表現ではC:90% M:64% Y:38% K:1%である。 藍色を表現する無機材料にBaMgAl10?O17?:Eu2+を選んだ。これは450nm付近でピークを示す。この波長の光のエネルギーは約2.76eVである。
A.① 授業では、五色の短冊の色(黒、青、赤、白、黄)を例に、顔料の光の吸収特性について学んだ。特に、d-d遷移による色の発現や、染料hom lumoの違いによる色の変化を確認した。また、無機物の遷移による色の付け方や、液晶と有機ELの違いについても解説され、液晶は電気を通すことで光が発光するかどうかが変わり、有機ELは電流を流すことで自ら発光する特性を持つことを学んだ。加えて、色素座標の解説があり、色の表現方法を理解した。 ② 色素 白澤拓磨、福田徳馬、鈴木佑涼、松本碧衣、小笠原大地、今山華百 自分の班では、緑色を調査し、その波長が約500～560nmに位置することを理解した。さらに、緑の発色に関わる色素として、植物に多く含まれるクロロフィル、食品や化粧品に使われる銅クロロフィル、鮮やかな緑色を示すマラカイトグリーンについて調査した。これらの色素はそれぞれ異なる構造や用途があり、見え方やに違いがあることを学んだ。 ③ 五色の短冊の色を通して、顔料や染料の光の吸収メカニズムを振り返った。特に、d-d遷移やホモルモ・ルモレベルの違いによる色の変化を確認し、また無機物による色付けの仕組みや、液晶と有機ELの発光原理の違いを確認した。液晶は電気を通して光が発光するかどうかが変わるが、有機ELは電流を流すことで自ら発光する。最後に、色素座標を用いて色の表現方法や各色の特性を振り返った。
A.①今日は七夕ということで伊藤先生七夕の歌をお願いします。七夕といえば五色の短冊ですが、その意味は知っていますか。また、それぞれの色紙はどのように作られているでしょうか。webで五色の短冊がどのように作られているか調べてみましょう。色は光の波長で変化します。色を選んでその色が何波長か調べてみましょう。 ②「色の表現に慣れよう」グループ名：七夕、白澤、今山、福田、鈴木、矢坂、松本、役割：調査 緑を選んだ。緑は500~560nmの波長であり、色素としてはクロロフィル、網クロロフィル、フタロシアニン系、マラカイトグリーンなどがあった。 ③ ベニバナについて調べた。紅花は6世紀に日本に伝来し、黄色色素サフラワーイエローと紅色色素カルタミンを有し、黄色から紅色まで染めることができる。紅色色素はわずか１％しか含まれていないため、紅花染で染められた紅はとても効果で限られた人しか着ることができなかった。 ベニバナ染めの方法は、黄色色素が吸着しづらくなる寒い時期に行われる。紅色の染色方法は紅花を水に漬け、濾した紅花を水で洗う。次にアルカリ性水溶液に浸し、紅花を絞る。酢を加えて被染物を浸し染める。さらに巣を加え浸し染めをする。 紅色色素であるカルタミンは1974年に互変異性体であるイソカルタミンであることを山形大学工学部応用化学科の小原先生、小野寺先生、佐藤先生が確認した。
A.染料と顔料をテーマに授業を行った。染料は直接色を染めており時間がたつと色が落ち、顔料はバインダーをいれて染めて時間がたっても色が落ちないという特徴がある。顔料はPb、Zn、Hg、Cdなどの12族の元素を用いて作られる。例としてはHgS は朱色の顔料になる。また、液晶についても触れ、液晶とは液体のような流動性と結晶のような異方性を兼ね備えた物質を指す。 今回の授業の演題は色の表現に慣れようであり、共同著者は中川、佐藤、HUYNHVINH KHANG、佐々木であった。私たちの班ではオレンジを選んだ。色相環では595?605nm(140°)であることが分かった。 復習では以下の内容を行った。カラーフィルターの基本構造は薄いガラス基板とカラーレジストで構成されている。ガラス基板上には赤、緑、青の3色のカラーレジストで構成されるパターンが形成されている。また各カラーレジスト間では混色することを防ぐためにブラックマトリクスによって境界が格子状に区切られている。カラーレジストの材料は高輝度、高色再現範囲、薄膜になる、高CRなどの特性が求められる。
A.・ITO（インジウム・スズ酸化物）は、透明な電気伝導体として広く使われており、特にタッチパネルや液晶ディスプレイの画面、太陽電池、カメラセンサーなどで重要な役割を果たしている。 ① 導電性：タッチ操作や電気信号のやり取りに使うため。 ② 耐久性（硬さ・化学安定性）：長時間使用しても劣化しないこと。 ③ 薄膜化が可能：精密な電子機器に使うには薄く仕上げる必要がある。 ④透明性（可視光透過率が高い）：画像や映像がくっきり見える必要がある。特性を実現するための工夫が必要。 ・ディスプレイとカメラのカラーフィルターについて調べよ。 カラーフィルターは、光を選んで透過させる薄い色材の層のこと。 高い分光選択性（色の純度が高い） 鮮やかな色を再現するため。 特性は高い透明性で明るい画面や感度を保ち、耐光性・耐熱性:長時間使用や高温でも色あせしないこと。ピクセルごとに小さく分ける必要があり、長時間はがれないこと。 ・色の表現について、紫について調べた。 【紫】#A757A8 紫の補色は黄緑★63c456 カラーサイクル：45度 RGB : R 167 G 87 B 168 波長：380~435 nm エネルギー：2.755~326eV ・古くから使われる染料について 古来から使われている天然染料植物で紅花がある。米沢でも有名である。 分子式：C??H??O?? 分子量：910.79 g/mol 構造的特徴：中心にキノン構造（ベンゼン環にカルボニル基が2つ結合）。 糖（グルコース）部分が複数結合していて、水への溶解性に関係している。非常に大きくて複雑な構造をしている。 発色の仕組みは，カルタミンは共役二重結合系（π共役系）をもつため、可視光の特定波長を吸収して「赤く」見える。なお，奈良や平安時代から使用されており、貴族の衣装や化粧に使われていた。山形県は紅花の名産地（最上紅花）。山形大学の小原先生、小野寺先生や佐藤先生らが色素の分子構造や抽出方法について研究:研究室の学生が実際に紅花摘みを体験し、卒業研究のテーマとして扱うことも多かった。地元の伝統産業と連携した地域密着型の科学研究をしている。ただし、光や熱で退色しやすいし，コスパ高い。 ・古くから使われる顔料 1 はじめに，朱色の主成分：硫化水銀（HgS），天然鉱物では「辰砂（しんしゃ）」とも呼ばれている。求められる特性（粉体として）は，①鮮やかな赤色:顔料としての視覚的効果。 ②化学的安定性:退色・変色しにくい（ただし光にやや弱い）。 ③微粉体性:均一に塗布できるようにするため。④毒性管理:水銀を含むため安全性に注意が必要である。
A.１．講義の再話 七夕について 五色の短冊について語る 五色の短冊（ごしきのたんざく）とは、七夕飾りに使われる、青、赤、黄、白、黒（または紫）の5色の短冊のこと、これらは、古代中国の陰陽五行説に由来し、それぞれに意味が込められている。 これらの顔料についてまとめた。 ZnO ジングホワイト PbOシルバーホワイト Tioチタニウムホワイト 非鉄金属の色についてもまとめた 2.グループ名七夕 メンバー 小笠原大地 松本碧衣 今山華百 鈴木裕樹 藪日向 福田悠馬 白澤佑磨 色 緑色 500～560周波 色素 クロロフィル 銅クロロフィル アタロシアニン マラカイトバリーシ 3復習 実際に短冊を書いた。また、友達と五色の短冊の色の付け方をもう一度調べて実践する計画を立てた。
A. 七夕で用いられる五色の短冊は染料で5色に染められている。染色に使う原料として、染料と顔料がある。染料は色が褪せやすく、顔料は色持ちがよいという特徴がある。特に白く染める方法として、12族金属の酸化物を使うことがある。酸化鉛はより白い色を出せるが毒性が強く、酸化チタンは白色の純度は劣るが毒性が低いなど、金属によって出る色の性質も異なる。液晶で色を示す際には、色度座標を基準とした三原色RGBを基に表される。 青色はターコイズブルー、群青色とも呼ばれ、厳密には複数の青色が存在する。色は色相、彩度、明度から構成され、どれかを少し変えると違う色になる。色相環で見た時、とある色の180°向かいはその色の補色となる。赤色を0度とした色相環では、青色は240度に位置する。また、青色の補色は60度に位置する黄色となる。 色の見方は目で見ることと数値で見ることができる。染料や顔料で実際の物を染める時、求める色とその物が持ち得る性質を考慮して、色の原料を決める必要がある。
A. 七夕の五色の短冊は青(緑)、赤、黄、白、黒(紫)である。有機色素の光吸収は、分子軌道のHOMOからLUMOへの電子遷移に基づく。また、液晶パネルの基本工程は、2つの基板をつくるそれぞれの製造工程と、2つの基板の間に液晶を注入し、その外側に偏光板を貼り付けるセル化工程の3つの工程で構成されている。TFTアレイ製造工程、CF基板製造工程、LCD工程、セル化工程、液晶パネル工程がある。 演題は「色の表現に慣れよう」、グループ名は色素七夕、共同著者は白澤拓磨、鈴木佑涼、矢萩陽向、小笠原大地、福田徳馬、松本碧衣、私は調査を担当した。緑は500~560波長である。色素はクロロフィル、銅クロロフィル、フタロシアニン、マラカイトグリーンなどがある。 復習として、スマホの必要性について述べる。スマホの画面には液晶が使われており、光を制御して鮮明な映像を映し出している。情報の表示に欠かせない技術であり、スマホの使いやすさを支えている。調べ物や連絡、地図の確認など日常生活に欠かせない機能が一台に集まっており、今やスマホは生活の必需品だと強く感じた。
A.1/講義の再話：当日の授業では七夕の話について話してもらった。まず、七夕の五色の意味についてが、それは中国の陰陽五行説に由来し、それぞれ意味と願いが込められている。具体的には、青（緑）は木、赤は火、黄は土、白は金、黒（紫）は水をそれぞれ表し、これに加えて、短冊の色は人の五徳（仁、礼、信、義、智）にも対応しているとされている。? 青（緑）:木、仁（思いやりの心）、健康や成長を願う。? 赤:火、礼（礼儀正しさ）、祖先や両親への感謝を願う。? 黄:土、信（誠実さ）、人間関係や友情を願う。? 白:金、義（正義感）、決まりを守り、目標達成を願う。? 黒（紫）:水、智（知恵）、学業成就や才能開花を願う。 今年の七夕で自分は彼女が欲しいから、生協の前の短冊にそういう願いを書いた。? 2/発表の要旨：「色の表現に慣れよう」 工業分野では、製品の色は見た目の美しさだけでなく、機能や安全性、ブランドイメージなどにも関わる重要な要素だ。そのため、色の表現には正確さと再現性が求められる。色は通常、色差（ΔE）やマンセル表色系、Lab色空間などの数値で管理される。たとえば、自動車のボディや家電製品、プラスチック部品のような製品は、ロット間で色が微妙に違うとクレームにつながるから、分光測色計や色彩管理ソフトを使って、色の数値的な一致を確保する。 また、印刷工業や塗料産業では、CMYKやRGBといったカラーコードを使ってデジタルと実際の色を結びつける必要がある。さらに、素材の質感や光の当たり方によって色の見え方が変わるため、観察環境も標準化されている（たとえばD65光源など）。近年では、AIや画像解析を使って色検査を自動化する動きも増えていて、色の表現は単なる感覚の問題ではなく、高度に技術化された管理対象となっている。 ワークショップでは私たちが選んだ色はオレンジである。色の名前はオレンジで、英語ではOrangeである。色相環では青の角度は240o である。 3/復習の内容：顔料は、工業や美術の分野で広く使われる色材で、物に色をつけるための粉末状の物質だ。顔料は水や油などの媒質に溶けず、粒子として分散している点で、染料とは区別される。たとえばペンキやプラスチック、化粧品、印刷インクなどに使われる顔料は、耐光性や耐熱性、耐水性が高く、長期間色が保たれるのが特徴。顔料は大きく分けて天然由来の「天然顔料」と、化学的に合成された「合成顔料」に分類される。古くは鉱物や土、植物などから作られていたが、近年では鮮やかで安定した色を実現するために無機・有機の合成顔料が主流になっている。 また、顔料には色だけでなく、機能性を持たせることもできる。たとえば耐紫外線性を高めたり、赤外線を反射したり、抗菌性を持たせたりする多機能顔料が開発されており、スマホの筐体、自動車の外装材、建材などにも応用されている。工業における顔料は、単なる装飾目的を超えて、性能や安全性、環境負荷などを考慮した高度な素材として扱われている。
A.衣服には染料が使われ、それ以外には顔料が使われます。染料はHOMO軌道とLUMO軌道によるもので顔料はd-d遷移によるものです。特に鉛や亜鉛を使った塗料は毒性があります。染料は色がはっきりしますが、水で色が落ちてしまう欠点があります。私たちがよくつかうペンも水性と油性がありますが、前者は染料で後者は塗料です。塗装の目的は、外装、内部の保護などがあります。 液晶は透明な電極を用いて製造され、材料はITOと呼ばれています。また、製造過程にはフォトリソグラフィーを用いられます。液晶は顔料で色づけられます。オレンジについて教科書を参考に色素量を調べると、595-605nmほどだとわかりました。ITOガラスは透明でありながら導電性が必要です。そこで、ドーピング技術が使われています。これは微量の元素を加えることで自由電子を増やし、導電性を高める操作で、半導体の生産にも使われている技術です。ITOガラスは非常に広い分野に使われていて、前述したもの以外では太陽電池が該当します。これは透明かつ導電性をもつITOガラスならではの製品です。
A.顔料や塗料に用いる原料として、亜鉛、鉛、カドミウムがあり、吸収しない色が色に出ることで色を作っている。ZnOは顔料の亜鉛華があり、白色で粉にして使うことで色を出している。HgSは朱色で、昔は化粧品に利用されていたが毒性が強く、殺菌性も強いため化粧品としての利用はなくなっていった。ディスプレイは、HPMO軌道からLUMO軌道に落ちることで色が落ちることで色がつくという仕組みをしている。 グループワークを通して、橙色を選んだ。橙色は色相環は595－605nmであり、赤を頂点として、30°である。また、ＲＧＢはＲが225、Ｇが89、Ｂが63である。 また、個人ワークでは、私の好きなデニムのリジットの色である紺色を選んだ。そして、好きな色相環としてオストワルト表色系を選んだ。紺色のRGBは、＃000064で赤＝0、緑＝0、青＝100で、CMYKはシアン＝100、マゼンタ＝100、黄＝１、墨＝60である。また、この色に関わる無機材料として、インディゴセラミック顔料があり波長は約600nmであるので、電子遷移のエネルギーは2.07eVとなった。染料を応用した工業製品としてデニムがある。デニムには、大量の漂白剤やインディゴ染料を使用するため、土壌汚染や水質汚染などの問題があり、これを解決するため、天然染料を用いたデニムを利用するべきだと考える。これにより、ブランドとしての価値が出たり、他とは違う色合いを実現することができると考える。
A.①講義の再話 授業の初めに伊藤先生による七夕の歌の歌唱があり、それを導入として５色の短冊の染色の仕方について調べた。調べにやや苦戦したものの、青色は藍、赤色は紅花、黄色はクチナシ、というようなものを原料にして染色されるということがわかった。また、染料、塗料、顔料の区別について、染料は水や油に溶ける可溶性の色素で、繊維などの内部に染み込み素材と結合して発色する。一方、顔料は水や油に溶けない不溶性の微粒子で、素材の表面に付着・分散して着色する。塗料は顔料を樹脂や溶剤に分散させ、塗布後に膜を形成して色や保護機能を与えるものであるということがわかった。 ②発表の要旨 好きな色として紫を選び、紫について調べた。 紫の色名のバリエーションは豊富であり、藤色、童色、江渡紫、紫紺などがあった。特に、江渡紫は色相環の角度では赤と青の間にあり、約270度に相当することが分かった。江渡紫の表現に関わる無機材料は、コバルトバイオレット、マンガンバイオレット、蛍光顔料などがあるという。 ③復習の内容 七夕の歌を導入に、藍・紅花・クチナシなどを用いた短冊の染色法を調べた。染料は素材に染み込み発色し、顔料は表面に付着する。紫の色名や江渡紫に使われる無機材料も学んだ。
A.前回の授業の復習として印刷について復習をした。印刷には凸版印刷、凹版印刷、平方版印刷、孔方版印刷がある。五色の短冊の染色方法は、絵の具を水に溶かして絵の具に浸してそめる。使われる染料は赤が紅花、青が藍、黄色がクチナシ、黒は墨、白は胡粉である。顔料は黒はカーボンブラック、青はフタロシアニンブルー、赤はキナクリドンレッド、黄色はハンザイエロー、白は酸化チタンである。黒は人間力を高める、徳をつむ。赤は祖先や親に感謝する気持ち。黄色はひとをしんじ、大切に思う気持ち。白は義務や決まりをまもるきもち。紫は学力の向上を違う気持ちを表している。亜鉛、カドニウム、鉛、水銀の共通点は12族元素ということである。水素過電圧が起き、酸化物となり色がつく。酸化亜鉛は白で、酸化カドニウムは黄色、色素の色は、分子軌道を形成するπ軌電子の共役の状態できまるHOMOとLUMOのエネルギー差に依存する。 今回は青緑色について調べた。青緑色は色相環において180度付近であり、RGBの数値 で表すとそれぞれ163,211,209 であった。またCMYKの割合で表すと23%,0%,1%17%で あった。また波長で表すと490~500nmであり、495nmであると、2.50eVである。顔料は コバルトグリーン(CoO)とクロムグリーン(Cr2O3)を用いて作られる。また、蛍光材料とは、 セリウム添加のフッ化物である。 七夕の由来について学びました。七夕の由来は中国の伝説に基づき、織姫と彦星が年に一度、天の川を渡って会う日とされています。日本では「棚機津女」の神事と融合し、裁縫の上達を願う行事として広まりました。現在は短冊に願い事を書いて笹に飾る風習があるとわかりました。
A.①顔料、染料、液晶パネルなどについて学びました。顔料は酸化亜鉛、酸化鉛、硫酸カドミウムなどの無機非鉄金属酸化物のことであり、非鉄金属のd-d遷移吸収を利用したものです。色が落ちにくく、主に建物などを染める材料に使われています。染膜を作り中を守ります。酸化亜鉛と酸化鉛は、不定比化合物（ノンストイキオメトリー）で、酸素原子の量論比が異なるものです。酸化鉛はシルバーホワイトで、鮮やかな白だが、毒性が高いです。酸化亜鉛はジンクホワイトで、酸化鉛よりは白くないが、毒性が低いです。酸化チタンはチタニウムホワイトで、毒性が低いため化粧などに使われています。硫化水銀は朱色で、毒性が高いが、殺菌効果が抜群です。染料は、窒素分子などの有機化合物のことであり、π-π遷移吸収を利用したものです。水溶化して衣服などに固着させることで染めます。顔料に比べて安価で、光が散乱して色がぼやけるため、色の鮮やかさが高いが、色落ちしやすいのが特徴です。液晶ディスプレイには異方性をもつ化合物（ビフェニル基を持つ有機化合物など）が使われています。異方性とは、ある方向には動くことができて液体の性質を示し、ある方向には動けずに結晶の性質を示すような分子構造のことです。有機ＥＬディスプレイは自発光型で、色を出せますが、高消費電力です。テレビやスマートフォンの画面に使われています。無機ＥＬディスプレイは非発光型（バックライトを必要とする）で、省エネだが、色は出せません。電卓などに使われています。ディスプレイの色は色度座標から考えます。光の3原色（ＲＧＢ：赤、緑、青）の三点を座標上に取ると、三角形の内側の色がすべて表現できます。色度座標に三点を広くとるほど色の表現が広がります。 ②グループ名は7班です。グループメンバーは小野翔太、鈴木晴琉、後藤将太、五十嵐稔二です。色相環として橙色を選び、色の色相を角度で表して、まとめました。橙色は波長が595~605 nmであったので、色相環において、赤色の位置を０°として考えると、橙色はおよそ30°の位置にありました。よって、橙色は色相環において30°で表現できることが分かりました。ＲＧＢの波長についても調べました。Ｒは225 nm、Ｇは89 nm、Bは63 nmであることが分かりました。 ③復習では、HOMO軌道とLUMO軌道の意味を明確にして、d-d遷移吸収とπ-π遷移吸収について調べました。HOMO軌道は最高被占有分子軌道のことで、「電子が占有している」分子軌道の中で最もエネルギーが高い軌道です。LUMO軌道は最低空軌道のことであり、「電子に占有されていない」分子軌道のうち最もエネルギーが低い軌道です。d-d遷移吸収とは、遷移金属イオン（銅、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、マンガンなどの、周期表の３?12族に属する金属）のd軌道内の電子が、異なるエネルギーのd軌道に励起される現象のことで、吸収した光の補色が観察されます。π-π遷移吸収は、有機分子における電子の励起現象の一つで、特に共役系分子や芳香族化合物で重要な役割を果たします。π軌道上にある電子が、外部からの光エネルギー（紫外線や可視光線）を受けて、非結合性のπ^※反結合性軌道に励起される遷移のことです。吸収した色の補色が観察されます。
A.①五色は青、赤、黄色、黒、白であり、古来より象徴的な意味を持つ。塗料には建物などに使う顔料と、繊維に使う染料があり、色の発現にはｄ-d遷移やπ-π遷移、HOMOとLUMOのエネルギー差が関係する。亜鉛は白色顔料としてペンキに使われ、鉛はそれ以上に白くなるため高白色度の塗料に利用される。チタンはチタンホワイトとして安定性と高い隠蔽力を持ち、硫化水銀は朱色の顔料として知られる。膠は顔料を定着させるための接着剤として用いられ、伝統的な絵画技法にも使われる。 ② 青を選んだ。色の名前については群青色やターコイズブルーがある。赤が0度の色相環を選び、青は240度であった。 ③ディスプレイやカメラに用いられる無機材料の一例としてITOガラスを挙げる。可視光を透過しながら電気を通すという特性が要求されている。そのために広いバンドギャップによる高い透明性とスズによるドーピングによって得られる高い導電性を両立させるよう、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法などの精密な薄膜形成技術を用いて製造されている。原色や補色のカラーフィルターには特定の波長のみを透過し高い色純度や透明性、耐光性が求められる。歴史的染料は地域文化や産業に深く根ざした植物由来の色素である。特に最上藩で商品化されたベニバナの赤色素カルサミンは山形大学の研究によって分子構造が解明された。歴史的な顔料の代表例としてバーミリオンを取り上げる。鮮やかな朱色を持ち、神社の鳥居や古代壁画などに用いられてきたが、粉体特性としては粒径が細かいほど彩度が高い。製法には水銀と硫黄を反応させる乾式法や湿式法がある。
A. 第12回の講義では、顔料と染料について学んだ。顔料は建物の壁の塗装などによく用いられ、染料は繊維の染色に用いられる。また、顔料は無機色素であり表面に塗布して定着させて着色するのに対し、染料は有機色素であり分子レベルで素材と結合することにより発色する。また、発色にも違いがあり、顔料は若干色がぼやけるが水に流れず長持ちする。一方で染料は鮮やかに発色するが紫外線によって退色するといった特徴がある。さらに、液晶や有機EL、色の表現方法についても学んだ。 グループディスカッションでは、「演題：色の表現に慣れよう（グループ名：あふこ、共著者名：大濱風花、近ありす、役割：発言者）」について議論を進めた。私たちのグループは、明るい緑色＃89FF89を選んだ。この色について調査したところ、RGB値はRED:137、GREEN:255、BLUE:137であり、CMYK値はC:45%、N:0%、Y:45%、K:0%であることが分かった。また、色相は120°であった。 発展学習として、デジタルカメラの色再現のしくみについて調べた。デジカメのイメージ（CMOSやCCD）は光の強さのみを検出し、色の識別はカラーフィルターアレイ（CFA）が行っている。CFAとはセンサー表面に微細なRGBフィルターをモザイク状に配置したものである。レンズを通った光がCFAに当たると各画素がその上に載ったフィルターの色成分のみを感知して光を検出する。これにより得られた白黒のRGBデータをもとにモザイク処理を行い、フルカラー画像を生成するといった仕組みであることが分かった。
A.①五色の短冊について学んだ。日本における七夕で飾る短冊は、正確には5色あり、これは中国を起源としている。中国の短冊は黒、白、黄色、赤、青の5つがあり、そのそれぞれに意味があった。青(木)は人間力を高め、赤(火)は祖先や親に感謝する気持ちを、黄(土)は人を信じ、大切に思う気持ちを、白(金)は義務や決まりを守る気持ちを、黒(水)は学業の向上を願う気持ちをという意味がある。日本の短冊の色は中国の短冊や色に比べて少ないが正確には5色である。次に短冊の染料の材料や、染料方法について学んだ最新工業化学p180には、顔料について書かれていた。また、液晶ディスプレイについても調査し、教科書p196にも具体的に載っていた。 ②五色の短冊の染料について調査した際に、複数の発表者が答えることができなかった。そのため、ネットの検索の仕方についてここで学んだ。聞きたい情報のほかに、補足してさらに細かくどんなことを知りたいかのワードを付け加えると良いのではないかということを学んだ。そのようにすることでより自分の求めたい情報をネットで調べることができるということがわかった。 ③今回の講義の復習としては、紙の染料について学んだ。五色の短冊という具体例から入り、そのそれぞれの意味について調査したのちに、染料について調査したが、うまく見つからず、そこからネットの上手な検索の仕方について講義で学んだ。
A.①第12回は顔料や染料についての授業だった。顔料とは塗装に用いられるものであり、樹脂コーティングをすることで着色する。これに対し染料は有機分子によって発色する。顔料には12族の非鉄金属が用いられ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｈｇなどは酸化物が染料剤として用いられる。例えばＺｎＯは白、ＣｄＳＯ?は黄色に発色する。これはｄ-ｄ遷移吸収により発色している色以外の波長の色を吸収することで発色する。同じ白に発色するものでも、ZnOはジンクホワイト、PbOはシルバーホワイト、TiOはチタニウムホワイトなど多様な名前が付けられている。ここでPbOはおしろいに使われていたがこれは毒性が強いため中毒を起こすことが判明した。そのため現代で顔料として用いられる白はチタニウムホワイトなどが使われる。衣服では顔料ではなく染料を使う。染料はπ-π遷移吸収で発色する。これは電子がすべて埋まっているHOMO軌道と1つも電子が入っていないLUMO軌道が関係する。染料は発色は鮮やかだが、紫外線によって退色してしまう。 ②授業最後の演習では色の表現になれるために色度座標を考えた。班は大濱風花、近ありす、立花小春の三人であり、班名はあふこ、役割は発言であった。私たちは色番号♯89ＦＦ89の明るい緑を選んだ。これは色相は120°でＲＧＢ値はＲＥＤ137、ＧＲＥＥＮ255、ＢＬＵＥ137、ＣＭＫ値はＣ45％、Ｍ0％、Ｙ45％、Ｋ０％であった。 ③この授業の復習として古くから使われる顔料と染料を調べた。顔料は天然顔料が古くから使われており、天然顔料には土類顔料と鉱物顔料がある。土類顔料には黄土、赤土、緑土があり、鉱物顔料には群青、辰砂、孔雀石がある。染料は藍、茜、ラック、コチニールが古くから使われている。
A. 染料と顔料の違いは、染料が時間で劣化するのに対して、顔料は長持ちするという点にある。顔料にはさまざまあり、ZnO、PbO、CdSO4、TiO2などが存在している。また、染料では代表的なものでは紅花や藍があげられる。顔料は色を付けるものに固着させることによって光を散乱させることによって染色している。また、現在スマホなどに使用されているパネルには、液晶パネルや有機ELが用いられている。液晶は状態を表すものであり、作るには突名な電極やITOが必要であり、またカラーフィルターで色をつけ液晶フィルターで調製することで色を出している。 「色の表現に慣れよう」「グループ名：オレンジ」「共著者名：佐藤 優生、佐藤 光介、佐々木悠杜、HUYNHVINH KHANG」「役割：案だし」。オレンジのカラーサークルを見るとおよそ140度であり、595?605nmであることが分かった。 山形とも深い関係のある紅花は、日本で古くから利用されてきた染料である。紅花から色素を取り出すには、水によって紅花の黄色を洗い出し、アルカリによって赤色の色素を溶かし、集めた後に酸を用いて赤色色素を得ている。山形では室町時代末期ほどに紅花が入ってきて、急速に栽培が広がったという。地域とも結ぶつき、今後もつなげていきたい産業であると感じる。
A.五色の短冊が何色なのか、またその染料は何かが調べられました。結果赤は紅花 青は藍染 黄はクチナシ 白はそのまま 黒は墨 であることが分かりました。またHOMO (Highest Occupied Molecular Orbital）機能とは ? 意味：最もエネルギーの高い、電子で占有されている分子軌道であり、機能的な役割として電子供与体（ドナー）としての性質を持ち、他の分子や軌道に電子を渡す能力があることが分かりました。 LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital）機能とは最もエネルギーの低い、電子で占有されていない分子軌道であり、機能的な役割は電子受容体（アクセプター）としての性質を持つこと、他の分子から電子を受け取る能力があることを学びました。 ITOについても学び、液晶ディスプレイにおけるパターニングのやり方（プロセス手順）も学びました。 グループワークでは色の表現方法について学び、私たちの班では青緑色を選びました。青緑色は色相環において180度付近、R=163 、G=211、Bは=209 C=23％、M??=?0％、Y=1％、K=17％で波長は490から500nmであることがわかりました。光のエネルギーEと光の波長λの関係E＝hv=hc/λより、青緑色の波長λ＝495nmとし電子ボルトに直すと2.50eVであることが分かりました。 復習として液晶ディスプレイにおけるパターニングのやり方（プロセス手順）を、具体的に説明します。フォトリソグラフィは、感光性レジストを塗布した基板に光を照射し、マスクのパターンを転写する方法です。その後、現像処理によって不要なレジストを除去し、微細な回路構造を形成します。これはTFTアレイ（薄膜トランジスタ）形成や透明電極（ITO）など、主要な液晶基板加工に用いられる技術です。
A.ある。顔料は建物を染めることなどに用いる塗料の原料であり、染料は衣服等を染める原料であり、青は藍、赤は紅花、黄はクチナシを用いた。顔料として用いられるのは１２族元素の軽金属で、白色のZnOやPbSO?、黄色のCdSO?、朱色のHgSが挙げられる。しかし、１２族元素は人体に与える影響が大きい。 ワークショップの演題は色の表現に慣れようであった。グループ名はレモンイエローで共著者名は、笹原里音、森崎ひまり、山崎紀々香、荒井巴瑠、永井陽菜で自分の役割として調査者であった。私たちの班は、好きな色としてレモンイエロー色について取り上げて、使用する色相環はHSL空間でありHue＝60°であった。一方、RGB値はR＝255、G＝247、B＝０であった。 復習として、五色の意味を調べて七夕の願い事を書き、写真の色と目視の色の違いを比較した。青が学業の向上を願う、白は義務や決まりを守る、黄が人を信じて大切に思う、赤が祖先や親に感謝する、緑は人間力を高めるという意味がある。私は白の短冊に「正しい行いを選び迷わずできるようになる」という願いを青ボールペンで書いた。そこで、画像で見たペンの色は実際の色よりも暗く、ディスプレイが反射光を完全に再現できないためだと考えられた。
A.１．自動車の作り方の中にあった、塗装工程では電着通そうが使われている。また別の種類として、スプレーや分散質、分散媒を使用した印刷技法がある。また、この日は七夕の日ということで、七夕の歌の中にある五色の短冊は、どのようにして色を付けるのか。ここを深堀していく。まず、染め方には、顔料と染料の二種類が存在する。顔料は、d-d遷移という方法によって色が付けられていく。また、染料はHOMO,LUMOなどの方法がある。おしろいで使われていた酸化鉛だが、これは使い続けてしまうと中毒になってしまうため、現在絵の具などの白を表す色には、酸化チタンが使われている。 ２．私たちのグループでは、グループ名を７班とし、自分たちの選んだ色が、カラーサイクルから見て、どの角度に存在するのか検討した。我々は、橙色を選んだ。これは、カラーサイクルの中で５９５－６０５nmの範囲に存在し、赤の０度から見るとおよそ３００度の位置に存在するとディスカッションした。 ３．色度座標について調査した。まず、色度座標とは、光の色を平面座標で表したものをいう。現在存在している色は、すべてこの色度座標の範囲の中にある。この範囲を広げることでより細かく鮮明な色を作り出すことができるようになる。
A.
A.この講義では顔料や染料について学んだ。顔料には主にZn、Pb、Cdなどの成分が含まれており、それらが液体中に分散して存在している。その顔料をスプレーして乾かすことで吸着し、光を散乱させることで顔料として機能する。また短冊の色と五行思想の関係についても学んだ。色ごとに様々な願いがこめられ、それぞれことなる染料が使われている。さらに液晶ディスプレイと有機ELディスプレイの違いについて、液晶は後ろからバックライトを当てそれをフィルターに通すことで画面を表示するが有機ELディスプレイはそれ自体が光を放つことでディスプレイとして機能する。 私たちの発表では青色を選択し、教科書のカラーサークルでの角度は約240°で、また一般的な青のRGB比率はR：G：B＝0：0：255とあらわされる、ということが分かりまとめた。 復習としては短冊についての話を聞く中で昔と今で染料の原材料にどのような違いがあるのか気になったため調査を行った。昔と今では、染料の原材料は天然物から化学合成品へと大きく変化したという違いがある。昔は植物や昆虫、鉱物などの天然物が原材料であった。色数が限られ、品質にばらつきがあったが、現在は石油や石炭を原料とした合成染料が主流である。多種多様な色を安定して生産でき、堅牢度も高い。しかし今でも一部和紙などは伝統的な文化の観点から天然物を原材料として用いることも多いことがこの復習で明らかとなった。
A. 七夕の五色の短冊の色はなんの染料から作られているかについて調べた。赤はベニバナや茜、黄色はクチナシ、青は藍、白は胡粉、黒は墨が染料となっている。染料は衣服や繊維を染めるのに用いられるもので、水や溶媒に溶ける分子状の物質である。顔料よりも鮮やかな発色なのが特徴である。また、顔料はd-d遷移で、染料はHOMO軌道とLUMO軌道の結合によるものという特徴がある。 今回は青緑色について調べた。青緑色は色相環において180度付近であり、RGBの数値で表すとそれぞれ163,211,209であった。またCMYKの割合で表すと23%,0%,1%17%であった。また波長で表すと490~500nmであり、495nmであると、2.50eVである。顔料はコバルトグリーン(CoO)とクロムグリーン(Cr2O3)を用いて作られる。また、蛍光材料とは、セリウム添加のフッ化物である。 今回の授業では特に染料の話を重点的におこなったため、自分で顔料についてより詳しく調べた。顔料とは、水や油に溶けない微粒子状の着色剤であり、物体の表面に付着して色を付ける。耐光性・耐候性に優れ、塗料、インク、化粧品、プラスチックなどに広く用いられる。顔料は大きく無機顔料（酸化鉄、二酸化チタンなど）と有機顔料（アゾ系、多環系など）に分類され、それぞれに色調や耐久性の特徴がある。分散技術やバインダーとの組み合わせにより、用途に応じた性能が発揮される。
A.①今回の講義では、「もしスマートフォンがなくなったら？」という問いから、現代社会の基盤であるインターネット、そしてそれを支える光と音の技術について深く考察しました。スマートフォンは、私たちの情報収集、コミュニケーション、エンターテイメントの中心であり、その機能はインターネット接続に大きく依存しています。画面に表示される鮮やかな色は、色相環の原理に基づいて再現され、視覚的な情報を豊かにします。また、バッテリーに不可欠なリチウムの製造方法も、このデバイスの持続可能性を考える上で重要です。光ファイバーによる高速通信や、音声データのデジタル処理など、目に見えない技術が私たちの生活を支えていることを再認識しました。 ②スマートフォンのディスプレイが表現する色彩は、色相環の原理に基づいています。例えば、私の好きな色であるレモンイエローは、色相環上で黄色と緑の間、あるいは黄色に近い位置にあり、その鮮やかさは光の三原色（RGB）の組み合わせによってデジタル的に再現されます。この精密な色再現技術は、視覚情報を豊かにし、ユーザー体験を向上させる上で不可欠です。リチウムの製造方法がバッテリーを支えるように、色相環の理解は、光と色の技術がインターネットと結びつき、私たちのデジタルライフを彩る基盤となっています。 ③今回の講義で復習すべきは、まずスマートフォンが現代社会で果たす役割と、それがインターネットによっていかに支えられているかを理解することです。次に、ディスプレイの色彩表現の基礎となる色相環の概念を把握し、その原理を整理します。さらに、スマートフォンのバッテリーに不可欠なリチウムの製造方法について、そのプロセスと資源としての重要性を確認することが不可欠です。
A. 第12回のテーマは「スマホがなくなったらー情報とメディア、ゲーム、家電―」であった。 授業日と七夕が重なったため、七夕のことについて学んだ。七夕の歌にも出てくる「五色の短冊」の五色は青、赤、黄、白、黒のことで、青は成長、赤は両親や先祖への感謝、黄は人間関係、白は規則や義務、黒は学業への願いが込められている。 それに関して顔料についても学んだ。顔料は、物質が光を吸収したときに起こる現象を利用することで色がついているように見せることができる。物質が光を吸収すると、光のエネルギーにより電子が励起し、その電子が元の基底状態に戻るときに発色するのを利用している。 また、液晶は光の異方向性を利用している。液晶の例として有機ELがある。 物質が光を吸収すると、光のエネルギーにより電子が励起し、その電子が元の基底状態に戻るときに発色するのを利用している。 また、液晶は光の異方向性を利用している。液晶の例として有機ELがある。
A.①この日は七夕であったため、七夕の歌に登場する5色の短冊について調べた。これらは完了で染められるのが基本である。染料にはLUMO軌道が使われる。また、白は酸化鉛よりも酸化塩を使ったときの方が白くなる酸化亜鉛を使ったものが人工ホワイト、酸化鉛を使ったものの方がシルバーホワイトと言われる。チタニウムホワイトは毒性がなく、絵の具などに使われる。 ②私たちの班では青緑色を選び、色相環において180度付近、R=163 、G=211、Bは=209 C=23％、M??=?0％、Y=1％、K=17％で波長は490から500nmであることがわかった。 ③色の三原色と工業的な関係について調べた。色の三原色には、光の三原色と色彩の三原色がある。ディスプレイや照明などには、光の三原色が使われ、印刷、塗料、染色には色材の三原色が使われる。ディスプレイ技術では、液晶やLEDディスプレイはRGBの光を組み合わせて色を再現している。印刷技術では、CMYの技術を使って印刷を行っている。色識別センサーは、RGBの反射率を測定して、製品の色を判定していると分かった。
A.１．顔料と染料について学んだ。顔料として亜鉛（酸化亜鉛 白）、鉛（酸化鉛 赤や黄色）、カドミウム（硫酸カドミウム 黄色）がよく用いられている。最新工業化学p.182によると、顔料は溶媒に溶けにくく微粒子化して溶剤やバインダーに分散する、インクや塗料などの着色成分を指す。一方、染料は色素化合物のうち、水や有機溶媒に溶けて繊維や樹脂を染めることができるものを指している。このように顔料と染料では、溶解性を示す対象が異なる。 ２．演題：色の表現 共著者：青木優菜、山?紀々香、永井日奈、笹原里音、荒井巴瑠 自身の役割：調査 レモンイエローを選び、調査した。波長は約580nmであり、RGB値でレモンイエローを表すと、Rは約250、Gは約240、Bは０であった。またCMYKで表現すると、C=0,M=0.05,Y=1.0,K=0であった。 ３．レモンイエローに近い色を呈する顔料を調べたところ、バリウムクロムイエローやニッケルチタンイエローなどが挙げられる。これらの染料の安全性に関して調査した。バリウムクロムイエローはクロムを含んでいるため、健康への影響が懸念されている。そのため挙げた２つの顔料のうち、安全性を考慮する場合はニッケルチタンイエローを用いた方がよいと考えられる。
A.短冊に使われる伝統的な五色のうち、青は藍、赤は紅花、黄はクチナシから得られるが、建物には顔料、繊維には染料が使われる。顔料には、ZnO（亜鉛華）の白やHgSの朱などがあり、現在ではTiOx（チタンホワイト）が一般的である。これらの色は、物質内の電子の軌道遷移によって発色する。物質には、結晶格子内の電子が自由に動けない固体、自由に動ける液体や気体、そして特定の方向にのみ電子が自由に動く異方性の物質がある。液晶は異方性を持つ物質の一種で、ネマティック液晶などが知られている。液晶ディスプレイ（LCD）は、電力消費が少ないことが特徴だが、色を表示すると消費電力が増加する。これは、三原色に基づく色度座標によって色が再現されているためである。LCDには顔料が用いられ、また、デジタルカメラのセンサー（C-MOS）にはYMCKの減法混色に基づくカラーフィルターが使われている。ITO上にTFTを配置し、フォトリソグラフィー技術で形成された液晶は、有機ELなどとともに現代のディスプレイ技術を支えている。 赤色は赤色の色相範囲は0°で、補色は青緑180°付近であり、原料は紅花である。 近年、ウェブデザインやグラフィックデザインの制作時に色を正確に指定するためにカラーコードが用いられている。
A.①今回の授業では、塗料や顔料について考察した。朱色は毒性が非常に高い一方で、殺菌作用が非常に高い。そのため、鳥居にも朱色が使われている。染料は直接定着するものであり、顔料は定着させるためにバインダーという材料が必要である。また、液晶画面やディスプレイについて学んだ。最新工業化学の204ページに記載されてあるように、エネルギーダイアグラムについて学んだ。また、N-N結合にあるようにπ―π結合によって色が出されることを学んだ。また、色度座標についてネットで調べて学んだ。 ② グループワークでは、色の表現について学んだ。私たちの班では青緑色を選び、色相環において180度付近、R=163 、G=211、Bは=209 C=23％、M??=?0％、Y=1％、K=17％で波長は490から500nmであることがわかりました。 ③今回の授業では、七夕にちなんで5色の短冊について最初に調べた。それぞれの色には、健康や長寿などの意味が込められていた。また顔料について学んだ。顔料などの色には電子軌道が大きく関わっていることを学んだ。お白いは酸化鉛よりも酸化亜鉛の方が白くなるが、毒性などに注意しなければならない。チタニウムホワイトは毒性がないため、絵の具などに使われる。衣服は、繊維に直接化合するものが使われる。具体的には、紅花染めなどが挙げられた。また歴史的には紫色は高貴な証とされており、その背景として紫色は作るのが大変であることが挙げられる。
A. 「五色の短冊」の「五色」は、青、赤、黄、白、黒の５色を表す。これらの色素はどうやって得られるのか。顔料は建物など染める際に使用される。顔料は中身のものを塗膜することによって、保護する。 亜鉛、鉛(水銀)、カドミウムは第12族金属に分類される。酸化亜鉛は白の材料となる。この１２族電子はｄ電子を多く含む。有機色素の光吸収は分子軌道のＨＯＭＯ(最高被占軌道)からＬＵＭＯ(最低空軌道)への電子遷移に基づいている。ＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギー差に相当する波長の光が色素によって吸収されることによって、呈色が起こる。 液晶(ＬＣ)とは異方性であり、方向ごとに機械的性質が異なる材料のことである。液晶相には様々な種類がある。カラミチック相では層構造がないかあるかによって、ネマチック相とスメクチック相に分類される。ネマチック相は分子長軸が一方向にそろっており、配向に関しては、長距離秩序を保っている。スメクチック相は層構造を持ち、分子長軸が層法線に平行である。液晶はフォトリソグラフィーで作られる。液晶パネルは２つの基盤を作り上げる製造工程と、２つの基盤の間に液晶を入れる工程、その外側に偏光板を貼り付けるセル化工程がある。ｘｙ軸で表現したものを色度座標という。液晶ディスプレイには三原色を利用する。カラーフィルターには現在、顔料が使われている。カメラのカラーフィルターも同様である。
A. ① 物に色を付けるときには、染料か顔料が用いられる。染料の特徴としては繊維に親和性が高く、色が落ちにくいため、洗濯できる衣服などの染色に多く用いられる。一方、顔料は、細かい粒子によってつくられるため、色がはっきりとしている特徴を持ち、ペンキなどに用いられるほか、色が落ちやすいこともあり、化粧品にも用いられる。 ② グループワークでは、青色の色調座標について調査を行った。青色は波長でいうと435nm?480nmであり、カラーサークルの角度は240℃であった。また、加法混色によるRGBによってあらわすと、光の三原色の一つであるため、カラーコードは(0,0.255)とあらわされることが分かった。 ③ 復習のため、古くから使われている顔料として鉛について調査を行った。鉛は古来より白色の顔料であり、白粉として活用されてきた。白のほかの顔料としてはチタンや、消灰石が使われていたが、鉛を用いた鉛白は非常にはっきりとした白色であったことから、多く活用されていた。しかし、鉛の有毒性が明らかになると鉛白の使用は禁止され、白粉の文化のみが残ったことを学んだ。顔料は昔は発色が優先され、現代になると人体の影響などを考慮し最適化されていった傾向が見られた。
A.
A.①講義では染料や顔料について学んだ。紅花や藍に代表される染料は鮮やかに発色するが色落ちしやすい。一方で長持ちさせたい場合は、ジンクホワイト(ZnOx)、シルバーホワイト(PbOx)、チタニウムホワイト(TiO?)などの顔料を用いると良い。液晶は異方性を持つネマティック型が主流で、低消費電力のディスプレイに利用される。色の表現には三原色（RGB）やプロセスカラー（YMCK）が用いられる。 ②グループワークでは色のカラーサークルやカラーコードについて調査を行った。私達の班では橙色を選んだ。橙色のカラーサークルは大体320℃であるとわかった。また、カラーコードを調べたところ、RGBが(225,89,63)と表されることが分かった。 ③復習では、液晶ディスプレイと有機ELの違いについて改めてまとめた。液晶はバックライトの光をカラーフィルターと液晶分子で制御することで色を表現しているが有機ELではそれぞれのLEDが発酵しより鮮やかな色合いや深い黒を再現できる。他には液晶では視野角が狭いという点、有機ELでは消費電力が大きく価格が高い点が欠点として挙げられる。
A. 染料について学んだ。五色は、青、赤、黄、白、黒(紫)があり、これは中国の陰陽五行説由来で、それぞれ意味が込められている。染料としてこれらの色が作られていた。色素は染料と顔料がある。染料は繊維を染める。分子軌道のHOMOからLUMOへの電子遷移によって光吸収が起こることで呈色する。顔料は、染料とは異なり溶媒に溶けにくく、微粒子化することで光の散乱によって色が変わる。また、液晶材料についても学んだ。液晶は光学的異方性と流動性を持ち、配向状態の変化によって異なる状態の物性を示す。液晶とは状態のことであり、自由に動けるようになると等方性液体となる。液晶状態を広い状態で動かすことでネマチック相やし、スメクチック相となる。 グループで議論した演題は、色の表現に慣れようで、グループ名はあふこでメンバーは近ありす、大濱風花、立花小春であった。自分の役割は、書記であった。私たちのグループは明るい緑を選んだ。カラーコードは#89FF89で、色相は120°であった。RGB値はREDが137で、GREENが255、BLUEが137であった。CMYK値はCが45％、Mが0％、Yが45％、Kが0％であることがわかった。 今回選んだ色の波長は、560??580?である。よって、代表的な波長を570?として、電子遷移のエネルギーを求める。E=hc/λから求めることができ、λ=570nmとすると、E=2.18eVと求められる。よって、電子遷移エネルギーは2.2eVである。色の表現に関わる無機材料について調べた。無機材料は、金属元素を含む無機化合物からなる。色はくすんだ色調である。粒子径は比較的大きく、分散性は顔料による。安定性が高いため、混合が難しく様々な色を生成することが難しい。今回選んだ色を生成する場合、落ち着いた緑である酸化クロムにチタン黄などを加えることで近い表現ができると考えられる。
A.①テーマは染料・顔料及び液晶についてである。七夕の五色に使われる顔料は黒、白、赤、黄、青であり、願い事の内容に応じて色を選ぶ。このように顔料や染料が発色するメカニズムは、電子が詰まっているHOMO軌道から、電子が詰まっていないLUMO軌道に遷移する際に光が吸収されて、吸収されなかった波長の光が私たちの目に届くことで発色している。また、液晶は液体と固体の中間の状態を表していて、透明電極であるITOが用いられている。 ②色の発表では青色を選んだ。グループ名は七夕で、グループのメンバーは私を含めて宮入丈、藤森隼也、内藤樹、赤嵜亮太、久保明裕であり、私の役割は原稿作成であった。青色は教科書の図7.5のカラーサークルでは240度の場所にあり、RGB値はR:G:B=0:0:255と調べられた。 ③【平常演習】12-03「古くから使われる染料」で取り組んだ内容を次に示す。歴史的な染料として藍色を調べた。藍は奈良時代に中国から出雲地方に伝わり、高貴な色とされていた。藍色は植物の藍から得られて、この藍によって染色する技法を藍染めという。藍染めの工程は、藍をかめに入れて発酵させて藍液を作る。この藍液に布を浸して、空気に触れさせる工程を繰り返すことで鮮やかな藍色を発色させる。
A.?五色短冊の象徴（黒白黄赤青）と顔料選びのポイント、液晶ディスプレイのカラーフィルタ原理を学び、?色指定検索テクと教科書の液晶ディスプレイ図解をデモ発表し、?顔料組成と表示原理を復習しました。
A.①七夕の短冊に使われる五色（青・赤・黄・白・黒）には、それぞれ伝統的な染料や顔料が使われてきた。例えば、青は藍、赤は紅花、黄はクチナシなどの植物由来の染料から得られ、建物の塗装や印刷などには、ZnOやTiO?などの無機顔料が使われている。顔料は耐久性があり、時間が経っても色が劣化しにくいという特徴を持つ。色の発色は、分子中の電子がHOMOからLUMOへと遷移する際に吸収する光の波長によって決まり、これにより私たちは物の色を知覚する。また、近年は色の数値化も進み、色相・彩度・明度の要素を含む色度座標などで正確に表現されている。 ② 液晶ディスプレイに使われる顔料やカラーフィルターの構造に注目した。液晶は異方性を持ち、ネマチック相やスメクチック相といった構造によって性質が異なる。液晶パネルは、透明電極上にTFTを形成し、偏光板と液晶層を組み合わせることで映像を表示する仕組みである。これらの技術は、フォトリソグラフィーによって精密に作られており、デジタルカメラやスマートフォンにも応用されている。 紅花を用いた染料の製造方法にも触れ、水で黄色成分を除去したのち、アルカリで赤色素を抽出、さらに酸で沈殿させて得るという工程が紹介された。これは山形県の伝統産業とも関係が深く、地域資源としての重要性がある。 ③ 顔料と染料の違いを整理した。顔料は粒子状で、繊維の表面に固定されて色を出すのに対し、染料は素材に浸透して色を付ける。顔料の例としては、ZnO（白）、HgS（朱）、Cd系顔料などがあり、これらは電子の軌道構造に基づく発色を示す。現代のディスプレイでは、光の三原色を用いたカラーフィルターを通じて色が再現されており、これにも顔料が使われている。ウェブデザインや印刷ではカラーコードを使って色を正確に指定することが一般的になっている。伝統的な色の知識が、現代の技術やデザインにもつながっていることを実感できる内容だった。
A.
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A.現代の電子機器や製造技術は、多様な材料と精密な加工技術によって支えられている。まず、軽金属とは、比重が4?5未満の金属を指し、代表的なものにアルミニウムやマグネシウムがある。軽量かつ加工性に優れ、自動車・航空機・電子機器の筐体に広く使われている。一方、視覚表現や表示デバイスに欠かせないのが染料と顔料である。染料は繊維に溶け込んで着色する分子レベルの色材であり、水や油に溶ける性質を持つ。一方、顔料は不溶性の微粒子で、分散して表面に色を付ける。塗料やインク、プラスチック製品などに多く使われる。液晶は、固体と液体の中間の性質を持つ物質であり、分子がある程度規則的に配列しながらも流動性を持つ。特に表示装置に使われるのが、ツイストネマティック型液晶である。これは、電圧の有無によって分子の配向が変化し、光の透過や偏光を制御できる構造であり、液晶ディスプレイ（LCD）の基本技術の一つである。これらの微細な構造を制御するために不可欠なのがフォトリソグラフィ技術である。これは、感光性樹脂（レジスト）を使って光を照射し、回路パターンを基板上に転写するプロセスで、半導体製造やフラットパネルディスプレイの形成に広く応用されている。さらに、次世代ディスプレイとして注目されるのが有機ELである。有機化合物に電圧を加えると発光する性質を利用したもので、液晶と異なりバックライトが不要であり、薄型・高コントラスト・省電力といった特長を持つ。スマートフォンやテレビなどに急速に普及している。このように、軽金属から色材、液晶や有機材料まで、素材とその制御技術は、私たちの生活に深く根ざした最先端産業の土台をなしている。
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大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
