"การประยุกต์ใช้ฉนวนกันความร้อนจากเส้นใยสำหรับอุตสาหกรรมสิ่งทอ"

Keyword:     เทคโนโลยีและนวัตกรรม 

                       ปัจจุบันนี้อุณหภูมิของโลกมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นในแต่ละปีโดยเฉพาะในแถบเอเซีย และมีอุณภูมิลดลงจนกระทั่งติดลบในแถบยุโรป ดังนั้นในการปลูกสร้างบ้านเรือนในยุคปัจจุบันจึงได้มีการนำเอาวัสดุสิ่งทอมาประยุกต์ใช้เป็นฉนวนกันความร้อน (Thermal Insulation) โดยวัสดุสิ่งทอที่นิยมนำมาใช้ทำเป็นฉนวนเพื่อป้องกันความร้อน ในสมัยเริ่มต้นมักนิยมใช้เส้นใยแก้ว (Fiber glass) และเส้นใยเซลลูโลสเป็นหลัก แต่ในสมัยปัจจุบันนี้ได้มีการนำเอาเส้นใยอื่นๆ เข้าไปใช้แทนเส้นใยแก้ว และเส้นใยเซลลูโลส เช่นเส้นใยพอลิเอสเทอร์ ไนลอน เป็นต้น ทั้งนี้อาจจะด้วยเหตุผลที่ว่าเส้นใยแก้วนั้นอาจจะก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้บริโภค เช่น อาจจะก่อให้เกิดการระคายเคืองบริเวณผิวหนังเมื่อได้สัมผัสกับใยแก้ว อย่างไรก็ตามฉนวนกันความร้อนจากเส้นใยแก้วก็ยังคงมีใช้อยู่จนถึงปัจจุบันโดยนำไปใช้ในลักษณะฉนวนกันความร้อนบนหลังคาตามบ้านเรือน ส่วนเส้นใยเซลลูโลสนั้นมีการนำมาใช้งานมากขึ้นเช่นกัน โดยนำมาใช้ในลักษณะบุผนัง ทั้งนี้เนื่องจากสมบัติความเป็นฉนวนและสมบัติในการดูดซับเสียง  สำหรับคุณสมบัติ ข้อดี ข้อเสีย ของฉนวนกันความร้อนแต่ละชนิดที่ทำมาจากเส้นใยแต่ละชนิดและประยุกต์ใช้ตามบ้านเรือน สรุปได้ดังตารางที่  1

                       ตารางที่ 1 คุณสมบัติของฉนวนกันความร้อนแต่ละชนิด

            สำหรับเสื้อผ้าเครื่องนุ่งห่ม ที่ใช้สวมใส่ในประเทศที่มีอากาศหนาวเย็น เช่น แจ๊กเก็ต เสื้อผ้าใส่เล่นสกี จำเป็นที่จะต้องมีการใส่ฉนวนเพื่อกันความร้อนภายในร่างกายของเราไม่ให้ออกไปภายนอกหรือป้องกันไม่ให้ความหนาวเย็นจากภายนอกเข้าสู่ร่างกายขณะทำกิจกรรม เส้นใยที่นำมาประยุกต์ใช้สำหรับฉนวนกันความร้อนในอุตสาหกรรมสิ่งทอในปัจจุบันมีรายละเอียดดังตารางที่ 2 และรูปที่ 1-9

                       ตารางที่ 2 ชื่อทางการค้าผลิตภัณฑ์สิ่งทอ บริษัทผู้ผลิต สมบัติ และการนำไปใช้ประโยชน์ของเส้นใยที่เป็นฉนวนกันความร้อน [1]

                       วัสดุสิ่งทอที่มีสมบัติความเป็นฉนวนที่ดีนั้นจะต้องพิจารณาจากสมบัติ 3 ข้อดังนี้

 

                       (1)   ความสามารถในการต้านทางความร้อน (Thermal resistivity)

 

                       (2)   ความสามารถในการนำความร้อน (Thermal conductivity)

 

                       (3)   ความจุความร้อน (Thermal capacity)

 

                       วัสดุสิ่งทอมีประสิทธิภาพการนำความร้อนดีหรือไม่นั้นเราสามารถพิจารณาได้จากค่าสภาพนำความร้อน (Thermal conductivity, K-Value) ซึ่งบอกถึงความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุนั้นๆ โดยวัดค่าอัตราปริมาณความร้อนไหลต่อหน่วยเวลาจากจุดระยะทางหนึ่งถึงอีกจุดหนึ่งที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันต่อหน่วยพื้นที่หน้าตัดที่ไหลผ่านมีหน่วยเป็นวัตต์ต่อเมตร-เคลวิน (W/m.K) นอกจากนี้ความเป็นฉนวนกันความร้อนสามารถพิจารณาได้จากค่าความต้านทานความร้อน (Thermal resistance, R-Value) ซึ่งคำนวณจากอัตราส่วนของความหนาต่อค่าสภาพนำความร้อนของวัสดุ มีหน่วยเป็นตารางเมตร-เคลวิน ต่อวัตต์ (m2.K/W) ฉนวนกันความร้อนที่ดีต้องมีค่าสภาพนำความร้อนที่ต่ำ(ค่า K-value น้อย) และมีค่าความต้านทานความร้อนสูง (ค่า R-Value สูง) ค่าการนำความร้อนของเส้นใยสิ่งทอ (K-Value)บางชนิดแสดงได้ดังตารางที่ 3 [11]

 

 

 

                       ตารางที่ 3  ค่าสภาพนำความร้อน (Thermal conductivity, K-Value) ของเส้นใยที่ทำเป็นแผ่น (Pads) ที่ความแน่น 0.5

 

m/cc

      จากตารางที่ 3 จะสังเกตได้ว่า เส้นใยที่ได้จากธรรมชาติ (ฝ้าย ขนสัตว์ ไหม) จะมีค่าสภาพนำความร้อน (K-Value) ค่อนข้างต่ำกว่าเส้นใยประดิษฐ์ นั่นแสดงว่า เส้นใยธรรมชาติจะมีค่าความต้านทานต่อความร้อน(R-Value)ได้ดีกว่าเส้นใยประดิษฐ์สำหรับการทดสอบความสามารถการต้านทานต่อความร้อนจะใช้มาตรฐานBS4745:2005 (Determination of the thermal resistance of textiles -Two-plate method: fixed pressure procedure, two-plate method: fixed opening procedure, and single-plate method) เป็นมาตรฐานในการทดสอบ เครื่องมือที่ใช้เรียกว่าเครื่อง Togmeter

 

เอกสารอ้างอิง

[1] Adanur, S. Wellinton Sear Handbook of Industrial Textiles. Technomic Publishing Company Inc. Pennsylvania. 1995

[2] http://www.activelyyours.com/Merchant2/merchant.mvc?page=AY/PROD/topsm/hads

[3] http://marmot.com/content/primary/technology/the-elements/water/gore-tex/

[4] http://www.mec.ca/product/5015-044/mec-hydrofoil-jacket-mens/

[5] http://www.ebay.ca/itm/Pearl-uzumi-Cycle-jacket-Thermal-Teijin-Multi-color-Sz-X-/400680027113

[6] http://www.shopfest.com/runners_sportswear/supplex_facts.htm

[7] http://i.ebayimg.com/00/s/MTI4MFg5NjA=/z/l00AAOxyrM5TGMoL/$_12.JPG?set_id=880000500F

[8] http://image.ec21.com/global/multiImage/popMultiImgNew.jsp

[9] http://www.southforkracing.co.uk/clothing/socks/21-endura-thermolite-socks-twin-pack

[10] http://i.ebayimg.com/00/s/ODc3WDEyNjg=/z/DfMAAOxy4dNS6KAB/$_35.JPG

[11] Bajaj, P. “Thermally sensitive materials” in Smart Fibers, Fabrics and Clothing, ed. Tao, X. (Cambridge, Woodhead Publishing, 2001), pp. 58 - 82.

 

 

 

_______________________________________________________________________

สนับสนุนบทความโดย : วารสาร colourway

เรียบเรียงโดย :

ดร.รัตนพล มงคลรัตนาสิทธิ์1 อาจารย์ณัฐดนย์  รุ่งเรืองกิจไกร2 และ ดร.มนัส แป้งใส3

1สาขาวิชาเทคโนโลยีเคมีสิ่งทอ คณะอุตสาหกรรมสิ่งทอและออกแบบแฟชั่น มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

2ภาควิชาวิทยาการสิ่งทอ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

3ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล สาขาวิศวกรรมยานยนต์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

 

Share this Post:
View article: 1745