Finishing Technique of Hapten-Capturing and Indicating Functionalisation on Fibre Materials by Using Biocolourants for Metal Allergy Prevention

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K02090
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: YASUNAGA Hidekazu 京都工芸繊維大学, 繊維学系, 准教授 (80241298)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 金属アレルギー性疾患 / ハプテン / バイオカララント / 繊維加工 / 機能性繊維 / ハプテン金属イオンの捕捉 / 変呈色 / センシング

Outline of Final Research Achievements

In order to prevent metal allergic diseases, a study was carried out on a treatment technique to confer functions upon fibres, which are capturing hapten metal ions (HMI) to prevent them from entering the body, detecting them and signaling by change in colour. The method of fixing laccaic acid on cotton fabrics with low environmental impact and high worker safety was finally developed through the methodological innovations from crosslinking polysaccharide method to ester bond formation in organic solvent system or in aqueous system for fixing biocolourants on the fabric. The treated cotton fabrics were able to capture HMIs such as Ni2+, Co2+, Cr3+, Cu2+ and Zn2+ and changed colour according to each metal. Furthermore, a method for regeneration of the coloured fabric prepared by the treatment technique was also found.

Free Research Field

染色・機能加工科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、金属アレルギー性疾患を予防する機能をもつ繊維製品を生み出す新たな加工法が見出された。この成果によると、金属製品を身につける際に本加工後に好適な形状にして製造された繊維製品を使用することによって、その症状の発生を抑制・予防することが期待できる。
繊維上に固定されたラッカイン酸が代表的HMIであるNi2+を多数捕捉することが本研究でわかり、それはラッカイン酸が共役電子分布と吸収光変化を伴いながら多数のNi2+と相互作用することで発現していると明らかにした。この性質も合成色素化合物にはないバイオカララント固有の性質であり、生物由来物質の特性をさらに探っていくことの学術的意義を示した。