顔料

顔料は、色を加えたり見た目を変えたりするために使用される粉末です。顔料は、水や他の媒体に完全にまたはほぼ不溶性であり、化学的に反応しません。対照的に、染料は、使用中のある段階で溶解するか溶解する色の物質です。^{[1] [2]}染料は多くの場合有機化合物であるのに対し、顔料は多くの場合無機化合物です。先史時代および歴史的に価値のある顔料には、黄土色、木炭、ラピスラズリなどがあります。

2006年には、世界中で約740万トンの無機顔料、有機顔料、特殊顔料が販売されました。^{[3] 2018年4月の}ブルームバーグビジネスウィークのレポートによると、顔料産業の世界的推定価値は300億ドルです。多くの製品の白色の明るさを高めるために使用される二酸化チタンの価値は年間132億ドルとされ、フェラーリレッド色は毎年3億ドルの価値があります。^[4]

すべての物質と同様に、顔料の色は、特定の波長の可視光線のみを吸収することによって生じます。物質の結合特性によって、光の波長と吸収効率が決まります。^[5]他の波長の光は反射または散乱されます。反射光のスペクトルによって、私たちが観察する色が決まります。

顔料の外観は光源に敏感です。太陽光は色温度が高く、スペクトルはかなり均一です。太陽光は白色光の標準と考えられています。人工光源はそれほど均一ではありません。

色を数値で表すために使用される色空間では、光源を指定する必要があります。特に明記されていない限り、 Lab の色測定では、測定値が D65 光源、つまり「昼光 6500 K」、つまり太陽光の 色温度とほぼ同じで記録されたと想定しています。

色の彩度や明度などの他の特性は、顔料に付随する他の物質によって決まる場合があります。結合剤や充填剤も色に影響を与えることがあります。

鉱物は先史時代から着色料として使われてきました。^[6]初期の人類は、身体の装飾などの美的目的で塗料を使用していました。35万年から40万年前のものと考えられる顔料と塗料粉砕器具が、ザンビアのルサカ近郊のツインリバーズの洞窟で発見されました。黄土色、つまり酸化鉄が塗料の最初の色でした。^[7]好まれた青色顔料はラピスラズリから作られました。鉱物や粘土をベースにした顔料には、元々採掘された都市や地域の名前が付けられることがよくあります。ローシェンナとバーントシェンナはイタリアのシエナから、ローアンバーとバーントアンバーはウンブリアから採掘されました。これらの顔料は合成が最も簡単な顔料のひとつで、化学者はオリジナルをベースに現代の色を作り出しました。これらは元の鉱体から採掘された色よりも一貫性がありましたが、地名はそのまま残りました。また、多くの旧石器時代および新石器時代の洞窟壁画には、赤黄土、無水Fe ₂ O ₃、水和黄土（Fe ₂ O ₃^・H ₂ O）も見つかっています。^[8]木炭、またはカーボンブラックも、先史時代から黒色顔料として使用されてきました。^[8]

最初に知られた合成顔料はエジプシャンブルーで、これはエジプトのナカダ3世（紀元前3250年頃）のアラバスター製の鉢に初めて使用されていたことが確認されています。^{[9] [10]}エジプシャンブルー（ブルーフリット）は、カルシウム銅ケイ酸塩CaCuSi ₄ O _10で、石英砂、石灰、フラックス、マラカイトなどの銅源の混合物を加熱して作られます。^[11]エジプトの先王朝時代にすでに発明されていましたが、第4王朝までには使用が広まりました。^{[12]これは}古代ローマの傑出した青色顔料でした。その芸術技術的な痕跡は中世の間に消えていましたが、エジプト遠征とポンペイとヘルクラネウムの発掘調査の中で再発見されました。^[13]その後の前近代的な合成顔料には、鉛白（塩基性炭酸鉛、（PbCO ₃）₂ Pb（OH）₂）、^[14]朱、緑青、鉛錫黄などがあります。朱は硫化水銀で、もともと天然の辰砂の粉末をすりつぶして作られていました。17世紀以降は、元素から合成されるようになりました。^[15]ティツィアーノなどの昔の巨匠に好まれました。インディアンイエローは、かつてマンゴーの葉だけを与えられた牛の尿を集めることで生成されていました。^[16] 17世紀と18世紀のオランダ人とフランドルの画家たちは、その発光特性を好み、日光を表すためによく使用しました。^[要出典]マンゴーの葉は牛の栄養としては不十分であるため、インディアンイエローを収穫する習慣は最終的に非人道的であると宣言されました。^[16]現代のインドイエローの色合いは合成顔料から作られています。朱色は部分的にカドミウムレッドに置き換えられました。

ラピスラズリは高価なため、代用品がよく使われた。最も古い現代の合成顔料であるプルシアンブルーは、1704年に偶然発見された。[17] 19世紀初頭までには、合成および金属的な青色顔料には、ラピスラズリの合成形態であるフレンチウルトラマリンが含まれるようになっ^た。ウルトラマリンは、アルミニウムケイ酸塩を硫黄で処理することによって製造された。コバルトブルーやセルリアンブルーの様々な形態も導入された。20世紀初頭には、合成金属有機顔料であるフタロブルーが調製された。同時に、かつてラピスラズリから生成された色合いに付けられていた別名ロイヤルブルーは、はるかに明るく明るい色を意味するように進化し、通常はフタロブルーと二酸化チタン、または安価な合成青色染料を混ぜて作られる。

1856年に発見された最初のアニリン染料であるモーベインが、アゾ化合物やジアゾ化合物などの何百もの合成染料や顔料の開発の先駆けとなった。これらの染料は、着色剤の体系的な設計を含む有機化学の繁栄をもたらした。有機化学の発展により、無機顔料への依存は減少した。^[18]

• 顔料の進歩を示す絵画
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  ヨハネス・フェルメールの『牛乳を注ぐ女』（ 1658年頃）。フェルメールは鉛錫黄、天然ウルトラマリン、茜色など高価な顔料を惜しみなく使用しており、鮮やかな絵画にそれが表れている。^[19]
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  ティツィアーノは、  1518年頃に完成した油絵「アッスンタ」の赤色を表現するために、歴史的な顔料である朱色を使用しました。
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  ティントレット作「奴隷の奇跡」（ 1548年頃）。染色職人の息子であったティントレットは、コチニール虫から抽出したカーマインレッドレーキ顔料を使用して、劇的な色彩効果を実現しました。
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  ポール・セザンヌの自画像。19世紀後半に活動したセザンヌは、先人たちよりもはるかに幅広い色彩を駆使しました。

合成顔料が開発され、鉱物顔料の抽出技術が改良される前は、色のバッチはしばしば一貫性がありませんでした。現代の色彩産業の発展に伴い、製造業者と専門家が協力して、色の識別、製造、測定、テストに関する国際標準を作成しました。

1905 年に初めて発表されたマンセル表色系は、一連のカラー モデルの基礎となり、色を測定する客観的な方法を提供しました。マンセル表色系は、色を色相、明度(明るさ)、彩度(色純度) の 3 つの次元で表します。彩度は、特定の色相と明度におけるグレーとの差です。

20 世紀半ばまでに、顔料化学の標準化された方法が利用可能になりました。これは、業界でそのような標準を作成する国際的な動きの一環です。国際標準化機構(ISO) は、顔料と染料の製造に関する技術標準を開発しています。ISO 標準は、さまざまな工業的および化学的特性と、それらの試験方法を定義しています。すべての顔料に関連する主要な ISO 標準は次のとおりです。

• ISO-787 顔料および体質顔料の試験の一般方法。
• ISO-8780 分散特性の評価のための分散方法。

その他の ISO 規格は、群青顔料、二酸化チタン、酸化鉄顔料など、 化学組成に基づいて顔料の特定のクラスまたはカテゴリに関係します。

塗料、インク、繊維、プラスチック、および色材の製造業者の多くは、特定の色の製造に使用する顔料を識別するための標準として、自主的にカラー インデックス インターナショナル(CII) を採用しています。1925 年に初めて発行され、現在は英国染色着色協会と米国繊維化学着色協会(米国) が共同で Web 上で発行しているこのインデックスは、着色剤に関する信頼できる参考資料として国際的に認められています。このインデックスには、13,000 を超える一般的なカラー インデックス名で 27,000 を超える製品が含まれています。

CII スキーマでは、各顔料には、特許名や歴史的名称に関係なく、化学的に識別する一般的なインデックス番号があります。たとえば、フタロシアニン ブルー BN は、1930 年代に発見されて以来、さまざまな一般的な名称や特許名で知られています。ヨーロッパの多くの地域では、フタロシアニン ブルーは Helio Blue、または Winsor Blue などの特許名でよく知られています。アメリカの塗料メーカーである Grumbacher は、別の綴り (Thanos Blue) を商標として登録しました。Colour Index International は、これらの矛盾する歴史的名称、一般的な名称、特許名をすべて解決し、メーカーと消費者が特定のカラー製品で使用されている顔料 (または染料) を識別できるようにしています。CII では、すべてのフタロシアニン ブルー顔料は、顔料ブルー 15 と顔料ブルー 16 の略である PB15 または PB16 という一般的なカラー インデックス番号で指定されます。

以下は、特定の製造プロセスや用途への適合性を決定する顔料の属性の一部です。

• 耐光性と紫外線によるダメージに対する感受性
• 熱安定性
• 毒性
• 着色力
• 染色
• 分散（ヘグマンゲージで測定可能）
• 不透明度または透明度
• アルカリと酸に対する耐性
• 色素間の反応と相互作用

色見本は色を正確に伝えるために使用されます。色見本の種類は、印刷、コンピューター、プラスチック、繊維などのメディアによって決まります。一般的に、最も幅広い色調を提供するメディアが、さまざまなメディアで広く使用されています。

参照標準は、色合いの印刷された見本によって提供されます。PANTONE 、RAL、Munsellなどは、印刷、プラスチック、繊維などのさまざまなメディアにわたる色彩コミュニケーションの標準として広く使用されています。

プラスチック用のカラー マスターバッチや顔料を製造している企業は、射出成形されたカラー チップのプラスチック見本を提供しています。これらのカラー チップは、特定のプラスチック製品の色を選択できるように設計者や顧客に提供されます。

プラスチック見本には、パール、メタリック、蛍光、スパークル、モザイクなどのさまざまな特殊効果があります。ただし、これらの効果は、印刷やコンピューターのディスプレイなどの他のメディアで再現するのが困難です。プラスチック見本は、さまざまな特殊効果を組み込むために 3D モデリングによって作成されています。

自然光の中での顔料の外観をコンピューターのディスプレイで再現するのは困難です。近似値が必要です。マンセル カラー システムは、色相、明度 (または明度)、彩度の 3 次元で客観的な色測定を提供します。一般に、コンピューターのディスプレイでは多くの顔料の実際の彩度を表示できませんが、色相と明度は比較的正確に再現できます。ただし、コンピューターのディスプレイのガンマが基準値から外れると、色相も系統的に偏ります。

以下の近似値は、 sRGB色空間を使用し、ガンマ2.2の表示装置を想定している。表示装置がこれらの標準から大きく外れれば外れるほど、これらの見本の精度は低下する。^{[20]見本は、} Lab色空間からsRGB色空間に変換され、コンピュータディスプレイに表示される単一顔料水彩絵の具のいくつかのロットの平均測定値に基づいている。顔料の外観は、ブランドやバッチによっても異なる可能性がある。さらに、顔料は本質的に複雑な反射スペクトルを持っているため、色の外観^{[21] [より適切な情報源が必要]は}光源のスペクトルによって大きく異なり、メタメリズムと呼ばれる特性がある。顔料サンプルの平均測定値は、特定の光源下での実際の外観の近似値しか生成しない。コンピュータ表示システムは、色順応変換^[22]と呼ばれる技術を使用して照明源の相関色温度をエミュレートしており、元々見えていた複雑なスペクトルの組み合わせを完全に再現することはできない。多くの場合、顔料の知覚される色はコンピュータ ディスプレイの色域外にあり、色域マッピングと呼ばれる方法を使用して実際の外観を近似します。色域マッピングでは、変換のICCレンダリング インテントで選択された優先順位に応じて、明度、色相、または彩度の精度のいずれかを犠牲にして画面上に色をレンダリングします。

生物学では、色素とは植物や動物の細胞に含まれる有色の物質のことです。皮膚、目、毛皮、髪など、多くの生物学的構造には色素（メラニンなど）が含まれています。 動物の皮膚の色は、多くの場合、色素胞と呼ばれる特殊な細胞によって決まります。タコやカメレオンなどの動物は、この色素胞を制御して動物の色を変えることができます。多くの状態が、植物、動物、一部の原生生物、または真菌の細胞における色素のレベルや性質に影響します。たとえば、白皮症と呼ばれる疾患は、動物のメラニン生成レベルに影響します。

生物の色素沈着は、カモフラージュ、擬態、警告、性選択やその他のシグナル伝達、光合成（植物）、日焼けからの保護などの基本的な物理的目的など、多くの生物学的目的を果たします。

顔料の色は構造色とは異なり、顔料の色はどの角度から見ても同じ色ですが、構造色は選択反射または虹彩効果の結果であり、通常は多層構造によるものです。たとえば、蝶の羽には通常構造色が含まれていますが、多くの蝶には色素を含む細胞もあります。

• アルミニウム顔料：アルミニウム粉末^[23]
• バリウム：バリウム白（リトポン）
• カドミウム顔料：カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムグリーン、カドミウムオレンジ、カドミウムスルホセレン化物
• 炭素顔料：カーボンブラック（ブドウ黒、ランプブラックを含む）、アイボリーブラック（骨炭）
• クロム顔料：クロムイエローとクロムグリーン（ビリジアン）
• コバルト顔料：コバルトバイオレット、コバルトブルー、セルリアンブルー、オーレオリン（コバルトイエロー）
• 銅顔料:アズライト、ハンパープル、ハンブルー、エジプシャンブルー、マラカイト、パリグリーン、フタロシアニンブルーBN、フタロシアニングリーンG、緑青
• 酸化鉄顔料:サンギュイン、カプト モルトゥーム、オキサイド レッド、レッド オーカー、イエロー オーカー、ベネチアン レッド、プルシアン ブルー、ロー シェンナ、バーント シェンナ、ロー アンバー、バーント アンバー
• 鉛顔料：鉛白、ナポリ黄、鉛丹、鉛錫黄
• マンガン顔料：マンガンバイオレット、YInMnブルー
• 水銀顔料：朱色
• 硫黄顔料：ウルトラマリン、ウルトラマリングリーン、ラピスラズリ
• チタン顔料：チタンイエロー、 チタンホワイト、チタンブラック
• 亜鉛顔料：亜鉛白、亜鉛フェライト、亜鉛黄

• 生物学的起源:アリザリン、ガンボージ、コチニールレッド、ローズマダー、インディゴ、インディアンイエロー、ティリアンパープル
• 非生物有機：キナクリドン、マゼンタ、フタログリーン、フタロブルー、ピグメントレッド170、ジアリリドイエロー

• 青色顔料
• レーキ顔料
• 石器時代の芸術作品一覧
• 赤色顔料
• 岩絵
• 減法混色

• ボール、フィリップ（2002年）。『明るい地球：芸術と色の発明』ファラー・ストラウス・アンド・ジルー。ISBN 0-374-11679-2。
• ドーナー、マックス（1984年）。『画家の材料と絵画におけるその使用：巨匠たちの技法に関する注釈付き、改訂版』ハーコート。ISBN 0-15-657716-X。
• フィンレイ、ビクトリア（2003）。『カラー：パレットの自然史』ランダムハウス。ISBN 0-8129-7142-6。
• ゲージ、ジョン（1999年）。『色彩と文化：古代から抽象までの実践と意味』カリフォルニア大学出版局。ISBN 0-520-22225-3。
• マイヤー、ラルフ（1991）。『アーティストのための材料と技法のハンドブック』第 5 版。ヴァイキング。ISBN 0-670-83701-6。
• フェラー、RL編（1986年）。『アーティストの顔料。その歴史と特徴のハンドブック、第1巻』ロンドン：ケンブリッジ大学出版局。
• ロイ、A.編（1993年）。『アーティストの顔料。その歴史と特徴のハンドブック、第2巻』オックスフォード大学出版局。
• フィッツヒュー、EW編（1997年）。『アーティストの顔料。その歴史と特徴のハンドブック、第3巻』オックスフォード大学出版局。
• Berrie, B. 編 (2007)。アーティストの顔料。その歴史と特徴のハンドブック、第 4 巻。Archetype Books。

ウィキメディア・コモンズには、顔料に関連するメディアがあります。

• 時代を超えた顔料
• ColourLex 顔料用語集
• サラ・ローエンガード『18世紀ヨーロッパにおける色彩の創造』コロンビア大学出版局、2006年
• 錬金術の虹：顔料の科学と保存の芸術、YouTube、化学遺産財団
• 毒物と顔料： YouTubeでの美術史家エリザベス・ベリー・ドラゴ氏との対談、化学遺産財団
• 次世代の10億ドルカラーの探求