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

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本年度も、継続して金属アレルギー症状を引き起こすハプテン金属イオンを捕捉して身体に侵入するのを防御するとともに、それと反応して呈色によって検知する機能を繊維に付与する加工法の開発とその作用機構の解明のための研究を行なった。前年度は、ニッケル・コバルトを対象として金属イオン捕捉・検知機能を示す材料物質としてアリザリンを用い、多糖の化学橋かけによる綿布帛への固定化を試み、その変呈色による金属イオンの検知と錯体形成に基づくその捕捉は達成できたが、金属イオン水溶液浸漬中にアリザリンが布帛から幾分か脱離してしまった。そこで、綿繊維への化学結合形成に基づく金属イオン捕捉・検知機能物質の固定化を試みた。ラックカイガラムシが分泌する、アリザリンと同じくアントラキノン構造をもつラッカイン酸（LA）のハプテン金属イオンとの錯体形成と変呈色機能を確認するとともに、カルボキシル基を有するので、LAをセルロースのヒドロキシル基とエステル結合させて綿布帛に固定させた。その結果、金属イオン水溶液浸漬中でも処理加工布帛からLAは脱離しなかった。そして、Ni2+を作用させるとラッカイン酸処理加工布帛（CFLA）は変呈色し、その検知機能を示した。Ni2+濃度が1.50 × 10-4 mol L-1と低い場合でもCFLAは鋭敏に色を変化させ、肉眼による呈色性の確認も可能であった。また、Ni2+の捕捉能力も、吸着量の測定可能な上限において綿布帛1 g当たり約1 × 10-5 molを示した。これは実際に使われている金属製品から実験上設定された条件下で溶出するNi2+量の1000倍以上に当たり、CFLAは十分なNi2+捕捉能を示すことがわかった。そして、LAとNi2+による錯体形成過程を調べた。さらに、CFLAのCo2+・Cr3+・Cu2+・Zn2+などのハプテン金属イオンの検知機能や他の特性を明らかにした。