หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 พอลิเมอร์ เส้นใย นาโนเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมเส้นใย

เอกสารประกอบการเรยี น วิชาวทิ ยาศาสตร์เทคโนโลยีสิง่ ทอ Science for Textile Technology รหัสวชิ า 30000-1307 หน่วยการเรยี นรทู้ ่ี 3 เรือ่ ง พอลเิ มอร์ เสน้ ใย นาโนเทคโนโลยใี นอุตสาหกรรมเส้นใย อรนุช กอสวัสด์ิพัฒน์

2 หน่วยท่ี 3 พอลิเมอร์ เสน้ ใย นาโนเทคโนโลยใี นอตุ สาหกรรมเส้นใย สาระสำคัญประจำหนว่ ย 1. พอลเิ มอร์ คือ สารประกอบทมี่ โี มเลกลุ ขนาดใหญแ่ ละมีมวลโมเลกุลมาก เกิดจากมอนอเมอร์จำนวนมากมา ยดึ ตอ่ กนั ด้วยพันธะโคเวเลนซ์ 2. พอลเิ มอร์หากแบง่ แหลง่ กำเนดิ จะแบ่งเป็นพอลิเมอรธ์ รรมชาตแิ ละพอลิเมอร์สังเคราะห์ หากแบ่งตามชนดิ ของมอนอเมอรท์ เ่ี ป็นองคป์ ระกอบในโมเลกุลจะแบ่งเปน็ โฮโมพอลเิ มอร์และ โคพอลเิ มอร์ และเม่ือแบ่งตามสมบตั ิของ พอลเิ มอรแ์ ละการใช้งานจะแบง่ เป็นกลมุ่ ของเส้นใย สารยืดหยนุ่ และพลาสติก 3. สมบตั ดิ า้ นกายภาพของพอลิเมอรข์ น้ึ อยู่กับโครงสร้าง โดยพอลิเมอรท์ ม่ี โี ครงสรา้ งแบบสายยาวหรอื โซ่ โครงสรา้ งแบบสาขาหรือแขนง และโครงสรา้ งแบบตาข่ายหรือรา่ งแห จะมีสมบตั ิที่ตา่ งกนั 4. ปฏกิ ริ ยิ าพอลิเมอไรเซชัน แบง่ เปน็ 2 ประเภท คือ ปฏกิ ริ ิยาพอลิเมอไรเซชันแบบต่อเตมิ และปฏกิ ิรยิ าพอลิ เมอไรเซชนั แบบควบแนน่ 5. เส้นใยสังเคราะห์เป็นพอลิเมอรท์ ี่เกิดขึน้ จากปฏิกิรยิ าการรวมตัวระหว่างมอนอเมอร์ 2 ชนิด ทไี่ ม่มีพนั ธะคู่ ระหวา่ งอะตอมคารบ์ อนกับคารบ์ อน แตม่ ีหมูอ่ ื่นซ่ึงไวต่อปฏิกริ ิยาแทน เชน่ หมูแ่ อมโิ น (–NH2) หมูค่ าร์บอกซิล (–CO2H) หรอื หมู่ไฮดรอกซลิ (–OH) 6. สิง่ ทอกบั เทคโนโลยนี าโน ความหมายเทคโนโลยีนาโน การนำเทคโนโลยีนาโนมาพัฒนาอุตสาหกรรมเส้นใย 1. ความหมายของพอลิเมอร์ พอลเิ มอร์ (polymer) คือ สารประกอบท่มี โี มเลกุลขนาดใหญ่และมีมวลโมเลกลุ มาก เกิดจากมอนอเมอร์ (monomer) ซ่งึ เปน็ โมเลกุลเดย่ี วอาจเปน็ ชนิดเดยี วกันหรอื ต่างชนิดกนั จำนวนหลายพนั หลายหมนื่ โมเลกลุ มายดึ ต่อกัน ด้วยพันธะโคเวเลนซ์

3 2. ประเภทของพอลเิ มอร์ ประเภทของพอลเิ มอร์สามารถจำแนกตามเกณฑไ์ ด้ดงั น้ี 2.1 แหลง่ กำเนิดของพอลเิ มอร์ แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ พอลิเมอร์ธรรมชาติ มีทั้งที่เปน็ สารอนิ ทรีย์ ได้แก่ แปง้ ไกลโคเจน เซลลูโลส และเป็นสารอนนิ ทรยี ์ ได้แก่แรซ่ ิลเิ กต และ ทรายซิลกิ า และพอลิเมอร์สังเคราะห์ เชน่ พลาสติก ยางสังเคราะห์ และเสน้ ใยสังเคราะห์ เป็นต้น 2.2 ชนิดของมอนอเมอรท์ เ่ี ปน็ องคป์ ระกอบในโมเลกุล แบ่งเป็น 2 ประเภท คอื โฮโมพอลิเมอร์ (homopolymer) คือ พอลิเมอรท์ ่ปี ระกอบดว้ ยมอนอเมอรช์ นดิ เดยี วกัน เช่น พอลเิ อทลิ นี เป็นพอลเิ มอรท์ มี่ ี มอนอเมอร์คือเอทิลนี เหมือนกนั หมด และโคพอลิเมอร์ (copolymer) คือ พอลิเมอรท์ ่ีประกอบดว้ ยหน่วยเล็ก ๆ ของมอนอเมอร์ต่างชนิดกนั 2.3 สมบัติของพอลิเมอรแ์ ละการใช้งาน แบ่งเป็น 3 ประเภท คือ เสน้ ใย เชน่ ฝา้ ย ขนสตั ว์ ไหม และเส้นใยสังเคราะห์ มีลักษณะเป็นเสน้ เลก็ ยาว มีความ แข็งแรง และทนต่อแรงดึงตามความยาวของเสน้ สารยดื หยนุ่ เช่น ถุงมือยาง และยางรถยนต์ชนดิ ตา่ ง ๆ เปน็ พอลิเมอร์ที่สามารถปรบั เปลย่ี น รปู ร่างได้ เมื่อยดื แล้วปลอ่ ยก็จะกลับคืนสูส่ ภาพเดมิ ได้ เนือ่ งจากแรงยึดระหว่างโมเลกุลไมแ่ ข็งแรง เมือ่ ถูกยดื โมเลกุลจะ เรียงตวั เป็นระเบยี บ แต่เมื่อปล่อยจากการยดื จะกลบั สู่สภาพเดิมท่ีเป็นก้อนขด ไม่เปน็ ระเบียบ พลาสตกิ เช่น สารประกอบอินทรีย์ทส่ี ังเคราะห์ขน้ึ ใช้แทนวสั ดุธรรมชาติ เมอื่ เย็นก็แขง็ ตวั เมือ่ ถูกความร้อนก็อ่อนตวั มีบางชนิดเมื่อแข็งตัวถาวรไมส่ ามารถทำให้อ่อนตัวได้อกี มหี ลายชนดิ เชน่ ไนลอน พวี ีซี ใช้ทำส่ิงตา่ ง ๆ เช่น เสอ้ื ผา้ ฟิล์ม ภาชนะ ท่อน้ำ สว่ นประกอบรถยนต์ เฟอร์นเิ จอรต์ า่ งๆ 3. โครงสรา้ งและสมบัติของพอลิเมอร์ สมบัตทิ างกายภาพของพอลิเมอรจ์ ะมคี วามสมั พนั ธก์ บั โครงสรา้ ง ซง่ึ แบง่ เป็น 3 แบบ ดังนี้ 1. โครงสรา้ งแบบสายยาวหรือโซ่ตรง เกิดจากมอนอเมอร์ทมี่ าสรา้ งพันธะเรียงตอ่ กนั เปน็ เส้นตรง มี สมบัตเิ หนยี ว แข็งแรง สามารถยืดตวั และโค้งงอได้ เม่ือไดร้ ับความรอ้ นจะอ่อนตัว และจะแข็งตวั เมื่ออณุ หภมู ิลดลงได้ สามารถเปลี่ยนกลบั ไปกลบั มาได้โดยทีส่ มบตั ิของพอลิเมอร์ไม่เปลยี่ นแปลง 2. โครงสร้างแบบสาขาหรอื แขนง เกิดจากมอนอเมอรท์ ี่มายดึ กันและแตกก่ิงก้านสาขาออกจากโซ่ พอลเิ มอร์หลกั สมบัติของโครงสร้างนม้ี ลี กั ษณะคล้ายโครงสรา้ งแบบยาว แตจ่ ะมคี วามหนาแน่นนอ้ ยและโคง้ งอได้ดกี วา่ เนอ่ื งจากมีกิง่ ก้านสาขาขวางก้ันอยรู่ ะหว่างโมเลกลุ ของสายพอลิเมอร์ 3. โครงสรา้ งแบบตาขา่ ยหรอื รา่ งแห เกิดจากมอนอเมอรท์ ่ีมาเชอ่ื มต่อกันเป็นร่างแห ภายในโมเลกลุ มี กงิ่ กา้ นสาขาเชื่อมโยงกัน มสี มบัตแิ ข็งแรง ทนทาน โค้งงอได้น้อย คงรูปร่าง ไม่ยดื หยุ่น และทนความร้อนได้ดี เนื่องจาก โมเลกุลยดึ กันแนน่ ใน 3 ทิศทาง

4 4. การเกิดพอลิเมอร์ พอลิเมอรเ์ กิดจากปฏกิ ิริยาเคมที เี่ รียกวา่ ปฏิกริ ิยาพอลเิ มอไรเซชนั (polymerization) ของมอนอเมอร์ ซึ่ง จำแนกเปน็ ประเภทตามลักษณะการเกดิ ปฏกิ ิริยาไดด้ ังนี้ 1. ปฏกิ ิริยาพอลเิ มอไรเซชนั แบบต่อเตมิ (addition polymerization) คือ ปฏกิ ิรยิ าการเกิดพอลิ เมอรจ์ ากมอนอเมอร์ท่ีมีพันธะคู่รวมตวั กนั เม่ือเกดิ การรวมตัวพนั ธะค่จู ะเปิดออกแล้วต่อกนั เปน็ พอลิเมอรท์ ย่ี าวออกไป โดยอาศยั อุณหภมู ิ ความดัน และตวั เรง่ ปฏิกิริยาท่เี หมาะสม เชน่ การเกดิ พอลเิ อทีลีน พอลิไวนิลคลอไรด์ หรือ PVC 2. ปฏกิ ริ ิยาพอลิเมอไรเซชนั แบบควบแนน่ (condensation polymerization) คอื ปฏกิ ริ ิยาท่ีเกดิ จากมอนอเมอร์อยา่ งน้อย 2 ชนิดมารวมกนั โดยแตล่ ะชนิดมหี มู่ทีท่ ำหนา้ ทเ่ี ฉพาะมากกว่าหนึ่งหมเู่ ม่อื รวมหรือควบแนน่ กันจะมสี ารโมเลกุลเลก็ เช่น นำ้ หรือแอมโมเนยี เกิดข้ึน เชน่ การรวมกันของกรดอะดิปิก กับ 1,6 – ไดแอมิโนเฮกเซน ไดผ้ ลิตภัณฑเ์ ป็นไนลอน 5. พอลเิ มอร์ในชีวิตประจำวัน 5.1 พลาสติก ตัวอย่างพอลเิ มอรใ์ นชวี ิตประจำวันได้แก่ พลาสติก ซึ่งมสี มบตั ทิ ่เี ปน็ ประโยชนห์ ลาย ประการ เชน่ มีนำ้ หนักเบา มคี วามเหนียว แขง็ แรง ไมท่ ำปฏกิ ริ ยิ ากับอากาศ กรด เบส และสารเคมี เปน็ ฉนวนความ ร้อนและฉนวนไฟฟ้าที่ดี อีกทั้งสว่ นมากมักอ่อนตัวและหลอมเหลวเมือ่ ได้รบั ความร้อน จึงนำไปขึ้นเปน็ รปู ทรงต่าง ๆ ได้ง่าย

5 ท้ังนีส้ ามารถแบ่งพลาสติกออกได้ 2 ประเภท ตามสมบัตขิ องพลาสติกเมอ่ื ไดร้ ับความร้อน คือ 1. เทอร์มอพลาสติก (thermoplastic) เป็นพลาสติกท่มี โี ครงสร้างแบบโซต่ รง เป็นสายยาว เมอ่ื ไดร้ บั ความร้อนจะอ่อนตวั และหลอมเหลว แต่หากอุณหภมู ิลดลงจะกลบั ไปแขง็ ตวั ตามเดิม นอกจากนี้ยังสามารถ หลอมซ้ำและทำให้เปน็ รูปรา่ งเดิมหรอื รปู ร่างใหมโ่ ดยทส่ี มบัตขิ องพลาสติกยังคงเดิม 2. พลาสติกเทอร์มอเซต (thermoset) เป็นพลาสตกิ ที่มโี ครงสรา้ งแบบตาข่ายหรือรา่ งแห หากไดร้ บั ความรอ้ นจะไม่อ่อนตัว เมอ่ื ขึ้นรปู แล้วจะแขง็ ตัวและมคี วามแขง็ แรง ทนตอ่ ความรอ้ นและความกดดัน กรณีท่ี เกิดการแตกหกั หรือไหม้กลายเป็นข้ีเถ้าจะไม่สามารถนำกลับไปขึ้นรปู เป็นผลติ ภณั ฑใ์ หม่ได้ 5.2 เส้นใยสังเคราะห์ นกั วิทยาศาสตรจ์ งึ ได้พฒั นาเสน้ ใยสังเคราะห์ขนึ้ เน่ืองจาก เสน้ ใยเซลลโู ลสท่ีได้จากพชื เป็นเสน้ ใย ธรรมชาตทิ ีเ่ ม่ือเปยี กน้ำจะทำให้ความเหนียวและความแข็งแรงของเส้นใยลดลงและไม่ทนต่อแสงแดด การผลิตเสน้ ใย สังเคราะห์ทำได้จากปฏกิ ริ ยิ าการรวมตวั ระหว่างมอนอเมอร์ 2 ชนิด ทไ่ี มม่ ีพันธะคู่ระหวา่ งอะตอมคาร์บอนกับคารบ์ อน แตม่ ีหมเู่ คมอี น่ื ซ่งึ ไวต่อปฏกิ ิริยาแทน เชน่ หมูแ่ อมโิ น (–NH2) หมคู่ ารบ์ อกซลิ (–CO2H) หรือหมไู่ ฮดรอกซิล (–OH) เส้นใยทีผ่ ลิตไดจ้ ะมคี วามเหนียว ทนทาน ยับยาก ซักรดี ไดง้ ่าย และทนกวา่ กรด—เบสได้ดีกวา่ เส้นใยธรรมชาติ เม่ือนำเส้นใยสงั เคราะห์กบั เส้นใยธรรมชาติมาเปรียบเทยี บ ทงั้ 2 มขี ้อดแี ละขอ้ เสยี ต่างกัน โดยเส้นใยสังเคราะห์จะมี ความเหนยี ว ทนทาน ยับยาก ซักรดี ไดง้ ่าย และทนต่อกรด–เบสไดด้ กี วา่ เส้นใยธรรมชาติ ขณะที่เส้นใยธรรมชาติจะดดู ซับเหงอื่ ไดด้ ีกว่า ดงั น้ันการนำเส้นใยแตล่ ะชนิดมาใชจ้ ึงต้องคำนงึ ถึงความเหมาะสมของสมบัตติ า่ ง ๆ ด้วย นอกจาก เสน้ ใยสังเคราะห์แล้วยงั มพี อลเิ มอร์สังเคราะห์อ่ืน ๆ ท่มี ีบทบาทต่อการนำเนินชวี ิตประจำวนั เชน่

6 6. สง่ิ ทอกับนาโนเทคโนโลยี ปจั จุบันมกี ารนำนาโนเทคโนโลยมี าเพิ่มมลู ค่าส่งิ ทอ โดยเฉพาะผา้ ฝา้ ยและผ้าทอพืน้ เมือง เพ่ือให้เกิด กระบวนการตกแต่งผา้ ใหม้ ี คุณสมบตั ทิ ีแ่ ตกตา่ ง อาทิ ลดการยบั และเพ่ิมความนุ่มนวล ตลอดจนการคนื ตวั ของผา้ ทำให้ ดูแลรักษาง่าย เพิ่มคุณสมบัติ ตา้ นเชือ้ แบคทเี รียทำให้ไม่เหม็นอับและลดความจำเป็นในการซัก รวมไปถึงการเพ่ิมกล่ิน หอมและคุณสมบัติ หน่วงไฟจะทำใหผ้ า้ มคี ณุ สมบัติเหมาะสมกบั งานด้านเฟอร์นิเจอร์ เช่น โซฟาและผา้ มา่ นมากขนึ้ 6.1 ความหมายของนาโนเทคโนโลยี “นาโน (Nano)” เป็นคำทม่ี รี ากศัพทม์ าจากคำในภาษากรีกวา่ Nanos ซ่งึ แปลวา่ แคระหรอื เลก็ “นาโนเทคโนโลยี” หมายถงึ เทคโนโลยีประยุกต์ ซง่ึ เก่ียวขอ้ งกับการจดั การ การสรา้ ง การสงั เคราะหว์ ัสดุหรอื อุปกรณ์ ในระดบั ของอะตอม โมเลกุลหรอื ช้นิ สว่ นทมี่ ขี นาดเล็กในชว่ งประมาณ 1 ถึง 100 นาโน เมตร ซ่ึงจะส่งผลให้วัสดหุ รืออุปกรณ์ต่าง ๆ มีหน้าท่ใี หม่ๆ และมีคุณสมบัติที่พิเศษขึ้น ท้ังทางด้านกายภาพ เคมี และ ชวี ภาพ ทำใหม้ ปี ระโยชน์ตอ่ ผู้ใช้สอย และเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจได้ 6.2 สิ่งทอนาโน ส่ิงทอนาโน หมายถึง สงิ่ ทอทัว่ ไปทม่ี กี ารนำ “นาโนเทคโนโลยี” มาประยุกต์ใช้ในกระบวนการ ผลิต หรอื หลังจากการผลติ เพ่อื เพมิ่ ประสทิ ธภิ าพของสง่ิ ทอน้ันให้มสี มบัติพิเศษเพิ่มขน้ึ สิ่งทอนาโนโดยสว่ นใหญจ่ ะมี อนุภาคนาโน (nanoparticles) หรือเส้นใยนาโน (nano-fiber) ปรากฏอย่บู นผิวหรอื ผสมอยู่ในเน้ือของเสน้ ใยผา้ หรือมี ชั้นฟิลม์ ทมี่ ีขนาดความบางในระดับนาโนเมตร (nano thin-film) เคลือบอยูบ่ นผวิ ของเส้นใยผ้า โดยทีอ่ นภุ าคนาโนหรือ ชน้ั ฟิลม์ บางนาโนต้องมกี ารจัดเรียงตัวทเ่ี ปน็ ระเบยี บและมีสมบัตใิ หมเ่ กิดขน้ึ สง่ิ ทอนาโนในปจั จบุ นั สามารถทำการผลิต ไดโ้ ดย การผลิตเป็นเสน้ ใยนาโน ( Nanofiber) และการตกแตง่ ผา้ ด้วยสารนาโน (nano-particles) ใหม้ คี ุณสมบัติตาม ตอ้ งการ 6.3 การผลิตเส้นใยนาโน Nanofiber เปน็ เสน้ ใยที่มขี นาดเสน้ ผ่านศูนยก์ ลางต่ำกวา่ 1 ไมโครเมตร การผลติ เสน้ ใยนาโน สามารถทำ ไดโ้ ดยกระบวนการอเิ ล็กโทรสปนิ น่ิง Electro-spinning ซงึ่ เม่ือฉีดออกมาผลิตภัณฑ์จะอยู่ในรปู ของผ้า nonwoven ซงึ่ แตกต่างจากผา้ ทั่วไปดังนี้ คอื ผ้าทว่ั ไปขึน้ รปู โดยการนำเสน้ ใยมาทำเป็นเส้นดา้ ย จากน้ันจึงนำเสน้ ดา้ ยไปถักหรอื ทอ ใหเ้ ป็นผนื สว่ นนอนวฟู เวนเป็นแผ่นของเส้นใยทใ่ี ชก้ ระบวนการผลติ ที่ทำให้เส้นใยขน้ึ รปู เป็นผืนโดยไมผ่ ่านการถักทอ การข้นึ รูปอาจเร่ิมจากเสน้ ใยโดยตรงหรือจากเม็ดพลาสติกท่ขี นึ้ รูปให้เปน็ เสน้ ใยแลว้ จงึ ทำให้เปน็ ผนื อกี ต่อหนง่ึ ซึ่ง

7 การผลติ นอนวฟู เวนแบง่ เป็น 3 ข้นั ตอนหลกั ได้แก่ 1. การขน้ึ รูปแผน่ (web formation) คือ ขั้นตอนการกระจายและโรยเส้นใยลงบนวสั ดุรองรับหรือ สายพาน เพื่อทำใหเ้ ปน็ แผน่ (web) ทั้งนอี้ าจเร่ิมจากเส้นใยโดยตรง หรือเรม่ิ จากเม็ดพลาสติกหลอมแล้วฉดี ขึ้นรปู ให้เป็นเสน้ ใย 2. การยดึ เสน้ ใยในแผ่น (bonding) คอื ขน้ั ตอนการเพมิ่ ความแข็งแรงให้แกเ่ สน้ ใยในแผ่น มีหลายวธิ ี ได้แก่ การใชค้ วามร้อนจากลูกกล้งิ ร้อน การใช้สารเคมีจากกาว หรือโฟม และการใชก้ ระบวนการทางกล โดยใช้การ ปกั ด้วยเขม็ ปัก หรอื การปกั ดว้ ยเข็มน้ำ 3. การตกแต่งสำเร็จ (finishing) คือ ขั้นตอนการเพ่ิมลักษณะและสมบัติพิเศษให้แผน่ นอนวฟู เวน เช่น การเคลอื บสารกนั นำ้ การเพิม่ สมบตั หิ นว่ งไฟ เปน็ ต้น นอกจากนอนวูฟเวน แลว้ ยงั มเี ทคโนโลยีนาโนทเ่ี ข้ามาเกย่ี วขอ้ งด้วยวิธอี ีก อยา่ งหนง่ึ คอื การเตมิ สารเติมแตง่ นาโนพารต์ เิ คลิ ( nano-particle) ในโพลีเมอรแ์ ล้วฉีดออกมาเป็นเสน้ ใยทีม่ ีคณุ สมบัตติ ่าง ๆ เชน่ เส้นใยทส่ี ามารถตา้ น เชอื้ แบคทีเรยี เป็นต้น ผลติ ภัณฑ์ทเี่ ราเรียกวา่ “เสน้ ใยนาโน (Nanofiber) ” การตกแต่งสำเรจ็ ผา้ ใหม้ คี ุณสมบัตติ ่าง ๆ ดว้ ยสาร นาโน (nano-particles) ซึ่งเรามกั เรยี กว่า เสือ้ นาโน ผ้านาโน ด้วยวธิ กี ารนำสารนาโนมาตกแต่งผ้าให้มีคุณสมบัตติ ่าง ๆ ที่มีความพเิ ศษแตกต่างกนั ออกไป สงิ่ ทอนาโน สามารถพฒั นาไดห้ ลายคณุ สมบัติ ตวั อยา่ ง เช่น 1. การกนั นำ้ หรอื การสะท้อนน้ำ การตกแต่งเพ่ือใหผ้ ้ามคี ุณสมบัตใิ นการกันน้ำได้นัน้ มีการทำมานานแล้ว โดยทีใ่ นระยะแรกๆ น้ัน ใชว้ ธิ ีการเคลือบผ้า ด้วยสารท่ีไมม่ ีการดดู ซมึ น้ำ เชน่ พวกข้ผี ง้ึ หรอื ยางธรรมชาติ ในปัจจุบันมี หลายวธิ ี ทงั้ วธิ ที างกายภาพ เช่นการดัดแปรพ้ืนผิวเส้นใยโดยการใช้พลาสมา หรือวิธที างเคมี เชน่ การการเคลอื บผวิ เสน้ ใยด้วยสารท่มี ีคณุ สมบตั ิไมช่ อบน้ำ หรอื กลมุ่ Hydrophobic ไดแ้ ก่ สารเคมพี วก พาราฟิน แวก็ ซ์ ซลิ โิ คนและ สารประกอบฟลูออโรคารบ์ อน เช่น เทฟลอ่ น หรือมีชือ่ ทางเคมีคือ polytetrafluoroethylene เป็นต้น ในปจั จบุ นั นี้สารประกอบฟลูออโรคาร์บอนได้รับความนิยมในการนำมาตกแตง่ สะท้อนน้ำบนส่ิงทอ เนื่องจากให้มุมสมั ผสั (contact angle) ของน้ำมีค่ามากท่สี ุด โดยที่วัสดุน้ันจะไมเ่ ปียกน้ำ โดยใชห้ ลักการทางด้านนาโนเทคโนโลยีมาปรบั ปรงุ พ้ืนผิว สิ่งทอทส่ี ามารถเลยี นแบบการกล้ิงของน้ำบนใบบวั ( Lotus effect) ทำให้ส่งิ ทอไม่เปียกน้ำและมีคณุ สมบัติทำความสะอาด ตนเองได้ (self cleaning) โดยหลักการ คือ ทำให้พื้นผวิ สัมผัสของเส้นใยเกดิ ความขรขุ ระขน้ึ โดยการนำอนุภาคระดับนาโนเมตร มาอัดลงในชอ่ งวา่ งเล็ก ๆ บนผวิ ของเสน้ ใย จากนัน้ จมุ่ อัดสารเคลือบประเภทไขมนั หรือสารที่มคี ุณสมบตั ไิ มช่ อบน้ำ เพื่อหมุ้ อนภุ าคนาโนไว้ ทำให้ อนภุ าคนาโนมีผวิ ท่ีไมช่ อบน้ำคล้ายกับเส้นใยนาโน ตัวอยา่ งอนุภาคนาโนท่ีใชไ้ ดแ้ ก่ ซลิ ิกอนไดออกไซด์ (SiO2 )

8 2. การยบั ยงั้ เชื้อแบคทเี รยี การตกแตง่ เพอ่ื ปอ้ งกนั เชื้อจลุ นิ ทรยี ์ ( Antimicrobiat finishs) ผา้ ตกแตง่ ด้วยวธิ นี ้ี จะมีคุณสมบัตหิ ยดุ ย้ังการ เจรญิ เติบโตของจุลนิ ทรยี ์ ลดการเกิดกลนิ่ จากเหง่ือ หรือส่ิงสกปรกและลดการ เสยี หายของผา้ เนื่องจากเชื้อราหรือแบคทีเรียท่ี ทำให้เสน้ ใยเป่อื ยขาดง่าย ผา้ ทต่ี กแตง่ เพื่อวตั ถุประสงค์เหล่านี้ ได้แก่ เสื้อผ้า และเครอ่ื งใช้เดก็ อ่อน เป็นตน้ สารที่ใชต้ กแต่งมีหลายชนิด แลว้ แตผ่ ้ผู ลติ จะเลือกใช้ชนดิ ใด แตต่ ้องเลือกให้ เหมาะกบั เสน้ ใยแตล่ ะชนดิ ด้วย สำหรบั อนุภาคนาโนท่ีไดน้ ำมาใช้ในการผลิต เสื้อกันแบคทีเรยี ได้แก่ อนภุ าคนาโนซิ งค์ออกไซค์ ( ZnO) และนาโนไททาเนียมไดออกไซต์ ( TiO2) และอนุภาคเงนิ นาโน (nanosilver) 3. กันไฟฟ้าสถติ ผ้าที่เกิดประจุไฟฟา้ สถิตข้นึ น้ัน ผูใ้ ชจ้ ะทราบได้จากการทเ่ี ครอื่ งนุ่งห่มสัมผสั กับผิวหนัง หรือเสียดสีกับผ้าอนื่ ๆ ทำให้ร้สู กึ เหมอื นกบั ไฟฟา้ เคล่ือนจากตัวผสู้ วมใส่ส่โู ลหะ หลังจากท่ยี ืนหรอื ผ่านพนื้ ทเี่ ป็นโลหะ หรือบางคร้ังจะไดย้ ินเสยี งการเกดิ ประจุไฟฟ้าเม่ือถอดเส้ือออกจากตวั เม่อื ผ้าตวั นอกเสียดสกี ับผ้าตัวในหรือผ้าเสียดสี กบั เน้อื ผ้าจะร้สู ึกแปลบปลาบ ซง่ึ เป็นที่น่ารำคาญ หลักสำคญั ในการตกแต่งคือ ปรับผวิ หน้าผา้ ให้มีการเหน่ยี วนำไฟฟ้า ดขี ้ึน ซึง่ จะทำให้ประจไุ ฟฟา้ ผ่านลงสพู่ น้ื ดิน หรือบรเิ วรรอบ ๆ ง่ายขน้ึ หรอื อาจทำโดยใช้สารเคมีท่ีมีประจุไฟฟา้ ตรงกนั ขา้ มกับประจไุ ฟฟ้าที่ผวิ ของเส้นใยทำให้เกิดความเปน็ กลางทางไฟฟ้า ผ้าจะไม่สะสมประจไุ ฟฟา้ สถติ สำหรับสาร อนภุ าคนาโน ไดแ้ ก่สารหมูไ่ ฮดออกซิล (OH), ไซเลน นาโนซอล (silane nanosol) สารเหล่านเี้ พิม่ ความชน้ื ใน เสือ้ ผา้ 4. กนั ยบั โดยการใช้สารตกแตง่ จำพวก Ceoss – linking resin สารนจ้ี ะเข้าไปอยู่บรเิ วณ Amorphous ภายในเส้นใย ทำใหโ้ มเลกลุ เส้นใยเคลอื นที่ไดย้ ากเมื่อน้ำซึมเขา้ ไปในเสน้ ใย หรือถกู ความรอ้ น สารตกแตง่ เพ่ือกนั ยับ จะทำให้ผิวของเสน้ ใย เส้นดา้ ยลนื่ นุ่ม และเคลอ่ื นตัวไดส้ ะดวกไมย่ บั ง่าย แต่สำหรบั การใชเ้ รซิน มีขอ้ จำกัดคือทำให้ ผ้าแขง็ กระดา้ งขึน้ การซับน้ำไมด่ ี และทำให้ผสู้ วมใส่อึดอดั เนอื่ งจากการถ่ายเทไม่สะดวก ดงั นัน้ นาโนเทคโนโลยี ชว่ ยลดขอ้ จำกัดตรงน้ีได้ ดว้ ยการใชน้ าโนไททาเนยี มไดออกไซตก์ บั ผ้าฝ้าย เนื่องจากเป็นสารท่ที ำให้เกิดการเชื่อม ระหวา่ งเส้นใยเซลลโู ลสในเน้อื ผ้าฝา้ ยได้ และนาโนซลิ ิกากับผา้ ไหม โดยการผสมนาโนซิลกิ ากบั สารกระตนุ้ มาเลอกิ แอน ไฮดรายด์ (maleic anhydride) สามารถชว่ ยปอ้ งกนั การยับของผา้ ไหมได้ ทำใหผ้ า้ เบา นุ่มลืน่ 5. การตกแตง่ ผา้ นุ่ม (Softening finishes) ทำใหผ้ า้ นุ่มนา่ จับตอ้ งและทำให้ผ้าอยตู่ ัวดีขึ้น นอกจากนั้นยัง ช่วยให้การนำผ้า ไปตกแตง่ ด้วยวิธีการอืน่ ๆ สะดวกขนึ้ ตวั อย่างเช่นผ้าสาลเู ป็นการตกแตง่ ผา้ ใหน้ มุ่ สารทนี่ ำมาใช้ ตกแต่ง เช่น ไขมนั สบู่ ผงซักฟอก ส่วนผสมของแอมโมเนียและซลิ โิ คน ปัจจบุ ันน้ำยาทำใหผ้ า้ นุม่ (Fabric softener) ทม่ี จี ำหน่ายท่วั ไปส่วนใหญ่จะประกอบด้วย เกลือแอมโมเนียและซิลิโคน ซง่ึ จะช่วยทำให้ผ้านมุ่ และลดการเกดิ ไฟฟ้า สถติ ลงไดด้ ้วย 6. การตกแตง่ ให้ผ้าสามารถปอ้ งกนั รงั สยี ูวี เนอื่ งจากในปจั จุบันมีรงั สียูวีความเข้มข้นสูง เปน็ สาเหตุหลกั ทท่ี ำ ให้เสอ้ื ผา้ สซี ดี จางลง การนำสารที่ป้องกนั รงั สยี วู ี 2 ชนิด คือ รงั สี UVA และ UVB โดยใชส้ ารตกแต่งซึ่งมีหลายชนิด เชน่ นาโนซงิ ค์ออกไซค์ (ZnO) และนาโนไททาเนียมไดออกไซต์ (TiO2) มาผสมในขบวนการผลิตส่งิ ทอ ซง่ึ สารเหลา่ น้ี เม่ือ อนุภาคมีขนาดเลก็ ลงจนถงึ ระดบั นาโมเมตร จะสามารถสะทอ้ นแสงและรังสียวู ไี ดด้ ยี ิ่งขนึ้ เนื่องจากสารในระดับนาโน เมตร มพี นื้ ทผี่ ิวเพิ่มมากขน้ึ นั้นเอง อีกท้งั ยงั โปรง่ แสง มลี ักษณะใส แตส่ ามารถป้องกนั ได้ ทงั้ UVA และ UVB

9 บทสรุป ส่ิงทอนาโนถอื วา่ เปน็ ผลติ ภณั ฑ์ใหมท่ ่ตี อบสนองความต้องการในยุคปจั จุบนั และเปน็ ววิ ฒั นาการใหม่ ทีช่ ่วยสนับสนนุ อตุ สาหกรรมสง่ิ ทอไทยที่จะพฒั นาสู่ตลาดอาเซยี น ความนิยมของการบริโภคในผลติ ภณั ฑ์มกั จะมคี ำว่า นาโนเพิม่ มากข้ึนโดยเฉพาะเส้ือผา้ นาโน แต่ก็เปน็ ที่ทราบกันดีอยูแ่ ล้วหลายสิง่ หลายอย่างมที ง้ั คุณและโทษ สงิ่ ทอนาโนก็ เช่นเดยี วกันไมว่ ่าจะเปน็ สารฟลูออโรคารบ์ อน ในขบวนการกนั น้ำหรอื สะท้อนน้ำน้นั จะมกี ารปลดปล่อยสารพษิ ท่ี กอ่ ให้เกิดการระคายเคืองผิวหนงั ตอ่ และไม่เป็นมิตรต่อสง่ิ แวดลอ้ ม การควบคมุ พฒั นาและวิจยั จงึ เป็นสีง่ ท่สี ำคญั ของ นกั วิทยาศาสตร์สง่ิ ทอนาโนที่จะรว่ มกนั พัฒนาต่อไป ทมี่ า : เอกสารอ้างองิ (References) ธรี เกียรติ์ เกิดเจรญิ . (2549). ผา้ นาโน (Nanofabrics). กรุงเทพฯ: ภาควิชาฟสิ ิกส์ และ ศูนย์นาโนศาสตร์และนาโน เทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล. [ระบบออนไลน์]. แหลง่ ที่มา http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/nano/Nanofabrics.pdf (10/05/56). นวลแข ปาลวิ นิช. (2542). ความรู้เรือ่ งผา้ และเสน้ ใย. กรงุ เทพฯ :ซเี อด็ ยูเคช่นั . ศูนยน์ าโนเทคโนโลยีแห่งชาติ. (2548). นาโนเทคโนโลยี คลื่นลกู ใหมแ่ ห่งศตวรรษท่ี :21 . กรุงเทพฯ : ฐานมีเดยี เนต็ เวิร์ค. ศนู ยน์ าโนเทคโนโลยแี หง่ ชาติ. นาโนเทคโนโลยีคอื อะไร. [ระบบออนไลน]์ . แหล่งทม่ี า http://www.nanotec.or.th/th/?p=1137 (10/05/56). ศนู ย์พัฒนาผลิตภัณฑส์ ง่ิ ทอ สถาบนั พฒั นาอตุ สาหกรรมสิ่งทอ. ผา้ สะท้อนน า รบั หน้าพระพิรณุ . [ระบบออนไลน์]. แหลง่ ที่มา http://www.thaitextile.org/tdc/?page_id=541 (10/05/56). ศูนย์พัฒนาผลติ ภัณฑ์สง่ิ ทอ สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมส่งิ ทอ . สงิ่ ทอนาโนคืออะไร . [ระบบออนไลน์ ]. แหล่งที่มา http://www.thaitextile.org/tdc/ (10/05/56). หนว่ ยนวตั กรรมนาโนเทคโนโลยีเพอ่ื ชุมชน. เสื อนาโน. [ระบบออนไลน์]. แหลง่ ท่ีมา http://portal.in.th/nanosatcr/pages/11618/ (10/05/56). อ้อยทิพย์ ผพู้ ฒั น.์ (2552). ส่งิ ทอกับการป้องกันรังสียวู ี : กรณีศกึ ษาในผา้ ฝ้ายย้อมคราม .ปทมุ ธานี :สาขาวชิ าส่ิงทอและ เครือ่ งนงุ่ หม่ คณะเทคโนโลยคี หกรรมศาสตรม์ หาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบรุ ี. https://docs.google.com/document/d/1Wsa3WkEW3KBpI4lF_lO52sefBcrpjdWGHNltCErnyX8/edit