ジョージア大学の研究者たちは、マスクや包帯などの医療機器に最適な特性を持つ新素材を開発しました。この素材は、現在使用されている素材よりも環境に優しい素材です。
ガジャナン・バート率いるチームは、不織布（織りや編みをせずに繊維を接合して作られた布地）を用いて、医療機器に最適な柔軟性、通気性、吸水性に優れた複合材料を開発しました。綿を配合することで、肌に優しい（医療用途では重要な要素）だけでなく、堆肥化も容易になり、現在市場に出回っている類似製品よりも環境に優しい製品となっています。
ノーザン・リバーベンド研究所の研究室で、ガジャナン・バット教授は、伸縮性のある不織布を包んで医療用ドレッシング材として使用する方法を実演しています。（写真：アンドリュー・デイビス・タッカー／ジョージア大学）
米国農務省（USDA）の資金援助を受け、研究者たちは綿と不織布の様々な組み合わせ、そしてオリジナルの不織布を用いて、通気性、吸水性、伸縮性といった特性を試験しました。複合繊維は優れた通気性、優れた吸水性、そして優れた引張回復性を示し、繰り返し使用にも耐えられるという優れた性能を示しました。
近年、不織布の需要は増加しており、Acumen Research and Consultingのレポートによると、市場規模は2027年に770億米ドルに達すると予想されています。不織布は、おむつ、生理用品、空気清浄機、浄水器などの家庭用品に広く使用されています。防水性、柔軟性、通気性に優れ、空気をろ過する能力から、医療用途にも最適です。
「パッチや包帯など、バイオメディカル用途の製品の中には、ある程度の伸長と伸長後の回復を必要とするものがあります。しかし、これらは体に触れるものなので、綿を使用することは実際には有益である可能性があると、ファミリー・アンド・コンシューマー・カレッジは述べています。」と、繊維・マーチャンダイジング・インテリアデザイン学科長で、現在大学院生であるD・パルタ・シクダール（筆頭著者）とシャフィクル・イスラムと共に論文を執筆したバース氏は述べた。
綿は不織布ほど伸縮性はありませんが、吸水性と柔らかさに優れており、着心地も抜群です。綿はジョージア州の主要作物であり、州経済の重要な部分を占めています。米国農務省（USDA）は常に綿の新たな用途を模索しており、バース氏は「伸縮性のある不織布と綿を組み合わせることで、綿含有量が高く伸縮性のある素材を作る」ことを提案しました。
ガジャナン・バット教授は、リバーベンド・ノース研究所の研究室で、透過性試験機を用いて伸縮性不織布の試験を行っています。（写真：アンドリュー・デイビス・タッカー／ジョージア大学）
不織布を専門とするバース氏は、結果として得られる素材は、扱いやすく堆肥化可能でありながら、不織布の望ましい特性を保持できると考えている。
複合材料の特性を試験するため、バート氏、シクダー氏、イスラム氏は綿と2種類の不織布（スパンボンド不織布とメルトブローン不織布）を組み合わせました。スパンボンド不織布は繊維が粗く、一般的に弾力性が高いのに対し、メルトブローン不織布は繊維が細く、ろ過特性に優れています。
「『どんな組み合わせが良い結果をもたらすか？』という発想でした」とバット氏は語る。「ある程度の伸縮回復力がありながら、通気性と吸湿発散性も備えている素材が求められます。」
研究チームは、さまざまな厚さの不織布を準備し、それを1枚または2枚の綿布と組み合わせ、テスト用に13種類を作成しました。
試験の結果、この複合素材は元の不織布に比べて吸水性が向上し、優れた通気性も維持していることが示されました。複合素材は綿以外の素材に比べて3～10倍の吸水性を示します。また、この複合素材は不織布の伸長回復力を維持するため、変形することなく自然な動きにも対応できます。
複合不織布の製造工程では、低品質の綿花や、Tシャツやベッドシーツなどの製品の製造時に発生する廃棄綿花やリサイクル綿花も使用されることがあると、ジョージア・アスレチック・アソシエーションの繊維・織物学教授であるバース氏は述べている。そのため、結果として得られる製品はより環境に優しく、製造コストも低くなる。
この研究はIndustrial Textiles誌に掲載されました。共著者は、米国農務省南部地域研究センターのダグ・ヒンチリフ氏とブライアン・コンドン氏です。
投稿日時: 2024年1月23日