ความสำคัญของการปรับปรุงคุณภาพเส้นใยพืช

Keyword:     eco fibers  ปรับปรุงคุณภาพเส้นใย 

สาคร ชลสาคร*

 

         ทิศทางการพัฒนาสิ่งทอปี 2016 มุ่งเน้นการใช้เส้นใยธรรมชาติและผลิตสิ่งทอที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นทิศทางการพัฒนาผลิตภัณฑ์สิ่งทอในอนาคต ที่มีการสร้างจุดแข็งของสินค้าสิ่งทอและแฟชั่น โดยมุ่งเน้นสมบัติเฉพาะตัวของเส้นใยที่ธรรมชาติสร้างขึ้น สามารถสร้างสรรค์คุณค่าและความแตกต่างของสิ่งทอให้มีความหลากหลายมากกว่าสิ่งทอแฟชั่นในยุคก่อน ซึ่งการให้ความสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพเส้นใย เพื่อให้ได้เส้นด้ายที่มีคุณภาพ จึงกลายเป็นแนวทางในการเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตสิ่งทอจากเส้นใยพืชปัญหาการผลิตเส้นด้ายจากเส้นใยพืช อาทิ เส้นใยไผ่ กล้วย สับประรด หรือผักตบชวา มีความคล้ายคลึงกันคือ เส้นใยมีขนาดใหญ่ เนื่องจากเส้นใยธรรมชาติจากพืชนั้น ประกอบด้วยเซลลูโลส ซึ่งมีลักษณะเป็นโซ่ยาวและมีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโซ่เซลลูโลสเหล่านี้ จึงทำให้เกิดเป็นเส้นใยละเอียดที่เรียกว่า ไมโครไฟบริล (microfibril) และเฮมิเซลลูโลส (hemicellulose) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเปลือก ซัง หรือส่วนที่เป็นเยื่อใยของราก ลำต้น และจะถูกสร้างจากส่วนโคนต้น ไปสู่ยอด เมื่อพืชมีอายุมากขึ้น ปริมาณจะเพิ่มมากขึ้นด้วย นอกจากนี้ยังประกอบด้วยลิกนิน (lignin) ซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สลายทั้งในกรดและด่างแก่ ลิกนินเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเนื้อเยื่อพืชส่วนใหญ่พบในส่วนของผนังเซลล์ ทำให้ผนังเซลล์พืชแข็งแรง และผสมผสานกับเซลลูโลส พืชเส้นใยและวัสดุเหลือทิ้งจากไม้ทั้งไม้เนื้อแข็งและไม้เนื้ออ่อน และเศษวัสดุจากการเกษตร เช่น ซังข้าวโพด ชานอ้อย แกลบ และฟางข้าว สิ่งเหลือทิ้งจากกระบวนการแปรรูปอาหารและจากบ้านเรือน รวมถึงมูลสัตว์ต่างๆ (อรุณี, 2558) นอกจากนี้ ยังพบว่าวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรเป็นวัสดุประเภทลิกโนเซลลูโลส (lignocellulose) ที่มีอยู่ในธรรมชาติ ส่วนใหญ่มีเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน เป็นองค์ประกอบภายในโครงสร้างของผนังเซลล์ (Lee et al., 2008) จากการวิจัยของรัชพล (2558) ซึ่งได้มีการศึกษาองค์ประกอบของเส้นใยพืชและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร พบว่า ในพืชเส้นใยและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรแต่ละชนิด มีปริมาณของเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนินที่แตกต่างกันดังแสดงในตารางที่ 1

 

ตารางที่ 1 องค์ประกอบของเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนินในพืชเส้นใยและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

พืชเส้นใยและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

เซลลูโลส (%)

เฮมิเซลลูโลส (%)

ลิกนิน (%)

ไม้เนื้อแข็ง

40-55

24-40

18-25

ไม้เนื้ออ่อน

45-50

25-35

25-35

เปลือกถั่ว

25-30

25-30

30-40

ซังข้าวโพด

45

35

15

หญ้า

25-40

35-50

10-30

ฟางข้าว

30

50

15

ใบใม้

15-20

80-85

0

ใยเมล็ดฝ้าย

80-95

5-20

0

หญ้าคอสทอล เบอมิวดา

25

35.7

6.4

หญ้าสวิช

45

31.4

12.0

ที่มา: รัชพล (2558)

จากตารางที่ 1 พบว่าปริมาณของเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในพืชแต่ละชนิดนั้นมีความแตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นไม้เนื้อแข็ง ไม้เนื้ออ่อน หรือพืชเส้นใย อาทิ ใยเมล็ดฝ้าย มีปริมาณเซลลูโลสสูงสุด  ใบไม้มีเฮมิเซลลูโลสสูงสุด และเปลือกถั่วมีลิกนินสูงสุด เมื่อเปรียบเทียบกับพืชชนิดอื่นๆ ลิกนินเปรียบเสมือนกาวที่ยึดไมโครไฟบริลไว้ด้วยกันเป็นกลุ่มเส้นใย  ในกระบวนการสกัดเส้นใยเบื้องต้นไม่สามารถขจัดลิกนินออกได้หมด ด้วยเหตุผลนี้ เมื่อนำใยเซลลูโลสจากพืชมาใช้งาน  มักเป็นเส้นใยขนาดใหญ่และกระด้าง  ซึ่งยากต่อการปั่นเป็นเส้นด้าย ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1970s พบว่ามีปัญหาในด้านคุณภาพของเส้นด้าย จึงต้องมีการผสมกับเส้นใยอื่น อาทิ ฝ้าย เรยอน  และพอลิเอสเตอร์ การพัฒนาเส้นด้ายที่มีอัตลักษณ์จากใยธรรมชาติจากพืช โดยไม่ต้องเติมแต่งสารเคมี เป็นแนวทางในการพัฒนาสิ่งทอในอนาคต (TTIS, 2016) ดังนั้นการกำจัดลิกนินที่ห่อหุ้มมัดกลุ่มเส้นใยด้วยวิธีการต่างๆ เช่น เชิงกล เคมี และเอนไซม์ นับเป็นกระบวนการสำคัญในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังพบว่าลิกนินจะถูกย่อยด้วยเอนไซมลิกเนส (lignase) หรือลิกนินเนส (ligninase) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สําคัญในการสลายลิกนิน  จึงเป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพเส้นใยสมัยใหม่ ที่มีการใช้พลังงานในกระบวนการผลิตต่ำ สามารถย่อยสลายได้ง่ายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (รังสิมา, 2552)

กระบวนการปรับปรุงเส้นใยพืชดังกล่าว จะช่วยให้เส้นใยมีลักษณะและสมบัติดีขึ้น อาทิ มีขนาดเล็ก  ละเอียด  และนุ่ม สามารถนำไปปั่นเป็นเส้นด้ายได้ง่ายขึ้น  ถือเป็นการเพิ่มคุณภาพที่ต้องการและคาดหวังให้ได้เส้นด้ายที่มีลักษณะที่พึงประสงค์ คือ มีเปอร์เซ็นต์ของใยนั้น ๆ สูงและมีคุณสมบัติที่ชัดเจนตามลักษณะและสมบัติใย  สามารถสร้างมูลค่าเพิ่ม  และสมบัติเด่น  ผิวสัมผัส  อัตลักษณ์หรือคุณค่า และลดต้นทุนการผลิต ล้วนแล้วแต่เป็นเหตุผลที่ใช้ในการตัดสินใจเลือกเส้นใยมาใช้ในการผลิตผ้าผืน สมบัติเด่นเป็นเหตุผลแรกของการเลือกใช้เส้นใยธรรมชาติ เพื่อการพัฒนาสิ่งทอไทยให้ก้าวสู่ช่องทางเลือกใหม่  โดยเริ่มจากการผลิตเส้นใยที่มีความแตกต่างและหลากหลาย  ซึ่งปัจจุบันประเทศไทยประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นใยธรรมชาติ  มีพันธมิตรหรือกลุ่มเครือข่ายที่ช่วยกัน  เพื่อการผลิตสินค้าที่ตอบสนองความต้องการของตลาด เหตุผลประการที่สองคือด้านผิวสัมผัสที่เกิดจากความรู้สึกของการสัมผัส สามารถสร้างความพิเศษได้ ตั้งแต่การคัดเลือกเทคนิคการปั่นเส้นด้ายให้มีรูปแบบที่แตกต่างกัน และเหตุผลประการที่สามคือด้านความเป็นอัตลักษณ์และคุณค่า การสร้างอัตลักษณ์ให้ผ้าผืน ก็ถือเป็นอีกเหตุผลที่เป็นจุดกำเนิดของแนวคิดสินค้าแฟชั่นที่มีรูปแบบใหม่และไม่ซ้ำแบบใคร  ส่วนเหตุผลสุดท้ายก็คือการลดต้นทุนการผลิตก็คือการนำเส้นใยธรรมชาติชนิดอื่นๆ มาผสมผสานเพื่อลดต้นทุน  และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในอนาคตได้อย่างเหมาะสม  นอกจากนี้แนวทางการพัฒนาเส้นใยธรรมชาติสู่ความเป็นผู้นำสิ่งทออาเซียน เป็นการพัฒนาระดับอุตสาหกรรม มีการเตรียมการเข้าสู่เชิงพาณิชย์  มีการต่อยอดออกแบบและสร้างสรรค์เป็นผลงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างยั่งยืนต่อไป

แนวทางในการใช้ประโยชน์เส้นใยพืชที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพแล้วนั้น  เป็นการนำเส้นใยที่มีคุณภาพไปผลิตเป็นเส้นด้ายและผ้าเนื้อละเอียด พร้อมที่จะต่อยอดการออกแบบและสร้างสรรค์งาน อาทิ ผลิตภัณฑ์เสื้อผ้าแฟชั่น หมวก กระเป๋า รองเท้า และผลิตภัณฑ์เคหะสิ่งทอ ยิ่งไปกว่านั้น การนำเส้นใยไปใช้ประโยชน์อย่างมีแนวคิดการพัฒนาผลิตภัณฑ์สิ่งทอที่มีคุณสมบัติพิเศษ (functional textiles) และสิ่งทอเทคนิค (technical textiles) ถือเป็นประโยชน์ที่จะได้รับจากการใช้วัสดุธรรมชาติ  สร้างจิตสำนึกต่อธรรมชาติ จะต้องไม่ให้เสียสมดุลธรรมชาติซึ่งรวมไปถึงการมีจิตสำนึกต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาจจะได้รับผลกระทบ มนุษย์มีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ขึ้นมากมาย โดยบางครั้งไม่ได้คิดถึงผลกระทบที่จะเกิดขึ้นตามมา นับเป็นศตวรรษที่ได้มีเปลี่ยนแปลงกสิกรรม  พืชเศรษฐกิจอาจจะเป็นพืชเพื่อการผลิตสิ่งทอป้องกันเชื้อโรค สิ่งทอเพื่อการกีฬา สิ่งทอช่วยดูแลสุขภาพ และผลิตภัณฑ์สิ่งทอทางเทคนิค (รังสิมา และคณะ, 2552)

 

การศึกษาการนำเส้นใยธรรมชาติมาประยุกต์ใช้ในการอุตสาหกรรม อาทิ เส้นใยกัญชง ป่าน แฟลกซ์ และรามี ซึ่งถือเป็นวัสดุสิ่งทอที่มีโครงสร้างและหน้าที่ของเส้นใยอย่างชัดเจน และมีวิวัฒนาการอย่างยั่งยืนและต่อเนื่อง ไม่ว่าจะมีต้นกำเนิดที่หลากหลาย เช่น กัญชง ส่วนใหญ่จะพบในประเทศยูโกสลาเวีย จีน ไนจีเรีย กายอานา เซียร์ราลีโอน และ อินเดีย มีการนำไปใช้ในการทำเชือก ผ้าผืน  เส้นใยปอส่วนใหญ่พบในประเทศ อินเดีย บังคลาเทศ อเมริกา อินโดนีเซีย มาเลเซีย  อเมริกาใต้ เวียดนาม และ ไทย  นำไปใช้ในการทำเชือก ผ้าผืน  เนื่องจากเป็นเส้นใยที่แข็ง หยาบ นอกจากนี้ยังมีเส้นใยที่พบมากอีกชนิดหนึ่งคือ รามี ส่วนใหญ่พบในประเทศจีน บราซิล ฟิลิปปินส์ ญี่ปุ่น ไต้หวัน อินโดนีเซีย เวียดนาม เกาหลี โคลัมเบีย มาเลเซีย และ ฝรั่งเศส นิยมนำไปใช้ในทำ ผ้าผืน ผ้าม่าน เนื่องจากเป็นเส้นใยที่ความแข็งแรง  และต้านทานแบคทีเรียได้ (Tara and Jagannatha, 2011)

 

 


เอกสารอ้างอิง

 

รังสิมา ชลคุป  วีรศักดิ์  สมิทธิพงศ์ และ กล้าณรงค์  ศรีรอด. 2552. วัสดุชีวภาพรักษ์โลก.

กรุงเทพมหานคร. โรงพิมพ์ห้างหุ้นส่วนจำกัด. 200 หน้า.

รัชพล พะวงศ์รัตน์. 2558. กระบวนการปรับสภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจากวัสดุเหลือ

ทิ้งทางการเกษตรประเภทลิกโนเซลลูโลส. วารสารสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปีที่ 2 ฉบับที่ 1

เดือนมกราคม–มิถุนายน, 24-42.

อรุณี ศุภสินสาธิต. พลังงานจากชีวมวลที่มีลิกโนเซลลูโลสสูง. วารสารสิ่งแวดล้อม, ปีที่ 16 เล่มที่ 2, 16-35.

Lee, J.S., B. Parameswaran., J.P. Lee and S.C. Park. 2008. Recent Developments of Key Technologies on Cellulosic Ethanol Production. Journal of Scientific & Industrial Research, 67, 865-873.

Tara, S and H. N. Jagannatha Reddy. 2011. Various Industrial Applications of Hemp, Kenaf, Flax and Ramie Natural Fibres. International Journal of Innovation, Management and Technology, Vol. 2, No. 3, June.

TTIS Textile Digest. 2016. Clear vision in the drive for perfect yarn. Vol. 25 No.202, January-February.

*สาคร ชลสาคร

สาขาวิชาสิ่งทอและเครื่องนุ่งห่ม คณะเทคโนโลยีคหกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

 
 
 

Share this Post:
View article: 1341