เส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด (Regenerated Fibers): โครงสร้าง การผลิต และคุณลักษณะเฉพาะ
เส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด (Regenerated Fibers) เป็นเส้นใยที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นจากวัสดุธรรมชาติ โดยเฉพาะเซลลูโลสที่ได้จากพืช เช่น เยื่อไม้ ฝ้าย หรือวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ผ่านกระบวนการทางเคมีและกายภาพ เส้นใยเหล่านี้ผสมผสานคุณสมบัติของเส้นใยธรรมชาติเข้ากับความสามารถในการปรับแต่งของเส้นใยสังเคราะห์ จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ วิสโคส เรยอน โมดอล และไลโอเซลล์
กระบวนการผลิตเส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด
การเตรียมวัตถุดิบ
แหล่งวัตถุดิบหลักได้แก่ เซลลูโลสจากไม้ไผ่ ยูคาลิปตัส ฝ้าย หรือวัสดุธรรมชาติอื่น ๆ ซึ่งจะถูกสกัดและทำให้บริสุทธิ์เพื่อเตรียมเข้าสู่กระบวนการผลิต
การผลิตสารละลาย
- วิสโคสและเรยอน: เซลลูโลสจะถูกละลายด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS₂) ได้เป็นสารละลายวิสโคส
- ไลโอเซลล์: ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ NMMO (N-Methylmorpholine N-oxide) ซึ่งเป็นวิธีที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า
- เรยอนคิวปรามโมเนียม: ใช้สารละลายคิวปรามโมเนียม (Cuprammonium) ที่ประกอบด้วยคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์และแอมโมเนีย
การขึ้นรูปเส้นใย
สารละลายเซลลูโลสจะถูกฉีดผ่านหัวฉีด (spinneret) ลงในอ่างสารตกตะกอน เช่น กรดซัลฟิวริก หรือสารละลายน้ำ เพื่อทำให้เซลลูโลสแข็งตัวกลับมาเป็นเส้นใย
การฟอกและตกแต่งเส้นใย
เส้นใยที่ได้จะผ่านการล้าง ฟอก และอบแห้ง ก่อนนำไปขึ้นรูปเป็นเส้นด้ายหรือผืนผ้า
คุณลักษณะเฉพาะของเส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด
- มีความนุ่มนวล ใกล้เคียงฝ้ายและไหม
- มีความเงางามคล้ายไหม
- ดูดซับน้ำได้ดีและระบายอากาศได้ดี
- สวมใส่สบาย เหมาะสำหรับอากาศร้อน
- ความแข็งแรงอยู่ในระดับปานกลาง แต่จะลดลงเมื่อเปียกน้ำ
4. หน้าตัดของเส้นใย
ลักษณะหน้าตัดของเส้นใยขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิต เช่น:
- หน้าตัดกลม: พบในวิสโคสทั่วไป
- หน้าตัดเป็นร่อง: เพิ่มความเงางามและแรงยึดเหนี่ยว
- หน้าตัดพิเศษ: ในไลโอเซลล์หรือเส้นใยใหม่เพื่อปรับคุณสมบัติ
5. การนำไปใช้ในอุตสาหกรรม
เส้นใยรีเจนเนอเรเต็ดนิยมใช้ในหลากหลายสาขา เช่น:
- เสื้อผ้าแฟชั่น และชุดชั้นใน
- ผ้าปูที่นอน ผ้าม่าน และผ้าเฟอร์นิเจอร์
- ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ เช่น ผ้าพันแผลและชุดผ่าตัด
6. การเปรียบเทียบเส้นใย
ประเภทเส้นใย | แหล่งวัตถุดิบ | กระบวนการผลิต | ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม | คุณสมบัติเด่น | ตัวอย่างการใช้งาน |
---|---|---|---|---|---|
วิสโคส | เซลลูโลสจากไม้ | ใช้ NaOH + CS₂ | ปานกลาง (ใช้สารเคมีรุนแรง) | นุ่ม เงา ดูดซับดี | เสื้อผ้า ผ้าม่าน |
เรยอน | เซลลูโลสจากไม้ | ใกล้เคียงวิสโคส | ปานกลาง | เงา ดูดซับดี | เสื้อผ้า ผ้าตกแต่ง |
ไลโอเซลล์ | เซลลูโลสจากไม้ | ใช้ NMMO | สูง (กระบวนการปิด) | แข็งแรง ระบายอากาศ | เสื้อกีฬา ผ้าทางเทคนิค |
ฝ้าย | ใยจากพืช | ไม่ใช้สารเคมีสังเคราะห์ | สูง | ระบายอากาศดี | เสื้อผ้า ผ้าเช็ดตัว |
โพลีเอสเตอร์ | ปิโตรเคมี | สังเคราะห์จากโพลิเมอร์ | ต่ำ | ทนทาน ไม่ยับง่าย | เสื้อกีฬา ผ้ากันน้ำ |
ชื่อสามัญและชื่อทางการค้าของเส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด
ชื่อสามัญ | ชื่อทางการค้า |
---|---|
วิสโคส (Viscose) | Bemberg, Lenzing Viscose |
เรยอน (Rayon) | Tencel, Modal |
ไลโอเซลล์ (Lyocell) | Tencel |
คูโปร (Cupro) | Bemberg |
การเปรียบเทียบกับเส้นใยธรรมชาติและเส้นใยสังเคราะห์
คุณสมบัติ | เส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด | เส้นใยธรรมชาติ (ฝ้าย) | เส้นใยสังเคราะห์ (โพลีเอสเตอร์) |
---|---|---|---|
แหล่งที่มา | เซลลูโลสแปรรูป | เซลลูโลสธรรมชาติ | โพลิเมอร์สังเคราะห์ |
การดูดซับน้ำ | สูง | สูง | ต่ำ |
ความแข็งแรง | ปานกลาง | สูง | สูง |
ความยืดหยุ่น | ปานกลาง | ต่ำ | สูง |
การระบายอากาศ | ดี | ดี | ต่ำ |
ความคงทนต่อแสงแดด | ปานกลาง | สูง | สูง |
การย่อยสลายทางชีวภาพ | ได้ | ได้ | ไม่ได้ |
ต่อไปนี้คือบทสรุปที่รวมทั้งสองเวอร์ชันให้เข้าใจง่ายและกระชับขึ้น:
บทสรุป
เส้นใยรีเจนเนอเรเต็ด (Regenerated Fibers) เช่น วิสโคสและเรยอน เป็นเส้นใยกึ่งสังเคราะห์ที่ผลิตจากเซลลูโลสธรรมชาติผ่านกระบวนการทางเคมีและกายภาพ จึงมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับเส้นใยธรรมชาติ เช่น ความนุ่ม ความเงางาม และการระบายอากาศ แต่สามารถปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะทางได้
แม้จะมีข้อดีในด้านประสิทธิภาพการใช้งาน แต่กระบวนการผลิตเส้นใยเหล่านี้ยังคงใช้สารเคมีที่อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีการพัฒนาเส้นใยที่ใช้กระบวนการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เช่น ไลโอเซลล์ ที่ลดการใช้สารเคมีอันตราย
การเข้าใจคุณลักษณะและกระบวนการผลิตของเส้นใยรีเจนเนอเร็ตจะช่วยให้นักศึกษา นักออกแบบ และผู้ประกอบการสามารถเลือกใช้วัสดุได้อย่างเหมาะสม ทั้งในด้านสมรรถนะและความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นแนวทางสำคัญของอุตสาหกรรมสิ่งทอยุคใหม่ที่มุ่งสู่ความยั่งยืน