การวิเคราะห ์เส้นใยธรรมชาติ ... ·...

การวเคราะหเสนใยธรรมชาต และเสนใยสงเคราะหในงานทางนตวทยาศาสตร โดย Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)

โดย นาวาตรหญง จารวรรณ อมพฤกษ

การคนควาอสระนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชานตวทยาศาสตร

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ปการศกษา 2555

ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

สำนกหอ

สมดกลาง

FORENSIC ANALYSES NATURAL AND SYNTHETIC FIBERS USING FT-IR SPECTROSCOPY

By LCDR. JARUWAN AMPRUK

Indepent Study Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Master of Science Program of Forensic Scince

Graduate School, Silpakorn University Academic Year 2012

Copyright of Graduate School, Silpakorn University

สำนกหอ

สมดกลาง

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร อนมตใหการคนควาอสระเรอง “การวเคราะหเสนใยธรรมชาต และเสนใยสงเคราะหในงานทางนตวทยาศาสตร” เสนอโดย นาวาตรหญงจารวรรณ อมพฤกษ เปนสวนหนงของการศกษาตามหล กสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชานตวทยาศาสตร

……........................................................... (ผชวยศาสตราจารย ดร .ปานใจ ธารทศนวงศ)

คณบดบณฑตวทยาลย วนท..........เดอน.................... พ.ศ...........

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ อาจารย ดร.ศรรตน ชสกลเกรยง คณะกรรมการตรวจสอบวทยานพนธ

.................................................... ประธานกรรมการ (อาจารย ดร.ศภชย ศภลกษณนาร) ............/......................../..............

.................................................... กรรมการ (อาจารย รศ.ดร.วรชย พทธวงศ) ............/......................../..............

.................................................... กรรมการ (อาจารย ดร.ศรรตน ชสกลเกรยง) ............/......................../..............

สำนกหอ

สมดกลาง

52312304 : สาขาวชานตวทยาศาสตร คาสาคญ : เสนใย, FT-IR, นตวทยาศาสตร จารวรรณ อมพฤกษ : การวเคราะหเสนใยธรรมชาต และเสนใยสงเคราะหในงานทางนตวทยาศาสตร. อาจารยทปรกษาวทยานพนธ : อ.ดร. ศรรตน ชสกลเกรยง . หนา. 43  วตถประสงคของงานวจยนเพอวเคราะหเสนใยใน งานดานนตวทยาศาสตรตวอยางผาทถกเลอกมาใชในงานวจยนคอ ผาฝาย เสนใยนน ผาลกไมทาจากผาฝาย ผาปาน ผาลนนผาโซลอนผา ชฟอง ผาเครปซาตน และผาไหม นาตวอยางผา มาวเคราะหดวยเทคนค Attenuated Total Reflectance(ATR-FTIR) จากผลการทดลองพบวาจากหมฟงกชนทปรากฏใน spectrum สามารถจาแนกและแบงเสนใยออกไดเปน 3 กลม โดยกลมแรกเปนเสนใยธรรมชาตทไดจากพช ไดแก เสน ใยฝาย ปาน นน และลนน ซง spectrum ทไดมลกษณะใกลเคยงกบเซลลโลส ตวอยางจากกล มทสองคอ ผาไหม โดย spectrum ของผาไหมตวอยางมพค ของกลมเอไม คทเลขคลน 1650 cm-1 ซงแสดงถงเสนใยธรรมชาต ทไดจากสตว และในกลมสดทายเปนตวอยางททาจากเสนใยสงเคราะหซง เหนไดจากพคของหมเอสเตอรทเลขคลน 1735 cm-1 ใน spectrum ของตวอยาง ผาในกลมน คอ ผา ชฟอง ผาโซลอน และผาเครปซาตน ในการศกษาครงนแสดงใหเหนวาเทคนค ATR-FTIR เปนวธทสะดวกและรวดเรว สามารถนามาใชในการตรวจสอบผาและเสนใยในทางนตวทยาศาสตรได   สาขาวชานตวทยาศาสตร     ลายมอชอนกศกษา........................................ ปการศกษา 2555 ลายมอชออาจารยทปรกษาวทยานพนธ 1. ....................................... 2. ………..........................

ง

สำนกหอ

สมดกลาง

กตตกรรมประกาศ

ในการจดทาวทยานพนธครงน สาเรจลลวงไดดวยความชวยเหลอ คาแนะนา จาก ดร. ศรรตน ชสกลเกรยง อาจารยทปรกษา ดร.ศภชย ศภลกษณนาร อาจารยประธานกรรมการตรวจสอบวทยานพนธ และรองศาสตราจารย ดร.วรชย พทธวงศ คณะกรรมการผทรงคณวฒ ผวจยขอกราบขอบพระคณเปนอยางสง

สดทายขอกราบขอบพระคณบดา มารดา ครอบครว และพๆนองๆทโรงพยาบาลสมเดจพระปนเกลา ทใหคาปรกษา ใหความชวยเหลอ และเปนกาลงใจทดเสมอมาในการทาวจยใน ครงน คณคาและคณประโยชนของงานวจยเลมนขอมอบเปนเครองบชาพระคณบดา มารดา คร อาจารยทกทานทใหการอบรมสงสอนสรางความรแกผวจย

ฉ 

สำนกหอ

สมดกลาง

ช

สารบญ

หนา บทคดยอภาษาไทย.......................................................................................................................... ง บทคดยอภาษาองกฤษ.................................................................................................................... จ กตตกรรมประกาศ…………………….………………………………………………………..... ฉ สารบญภาพ..……………………….………………………………………………………….... ฌ บทท

1 บทน า………………………………………………………………………………… 1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา………………..…………………..…… 1 วตถประสงคของการวจย……………………………………………….………. 3 สมมตฐานในการวจย…………………………………………………...……… 3 ขอบเขตของการวจย………………………………………………….………… 3

กรอบแนวคดในการวจย………………………………………………………… 3 ค าจ ากดความในงานวจย........................................................................................ 3

ประโยชนทคาดวาจะไดรบ……………………………………………………... 4 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ……………………………...………….……………... 5

แนวคดเกยวกบผา………...…………………………………………………….. 5 แนวคดเกยวกบคณสมบตและลกษณะของเสนใย…..………………………….. 6 การแปรรปเปนผลตภณฑ…………………………...………………………….. 12 แนวคดเกยวกบเครองมอทใชในการวเคราะห.…………………………………. 18 ความส าคญของนตวทยาศาสตร……………………………..…….…………… 22

งานวจยทเกยวของ.....................……………………………..…….…………… 23 3 วธด าเนนการวจย………………………………………………………………………. 24

วสดอปกรณทใชในการทดลอง..........................................……………………. 24 เครองมอทใชในการทดลอง.…………………………………………………… 24 การเตรยมตวอยาง………………………………………………………………. 25

สำนกหอ

สมดกลาง

ซ

บทท

4 ผลการวเคราะหขอมล…………………………………………………………………... 27 การวเคราะหผาแตละชนดดวยเครอง IR……………………………………..….. 28 สรปผลการวเคราะหตวอยางผาชนดตาง ๆ ดวยเครอง FT-IR……………………. 39

5 สรปและอภปรายผล………...…………...…………………………………………… 40 สรปและอภปรายผลการวจย……………………………………..…………….. 40 ขอเสนอแนะ……………………………………………………….…………… 41 รายการอางอง………………………………………………………………………………….. 42 ภาคผนวก…………………………………………………………………………………..……….ประวตผวจย…………………………………………………………………………………….. 43 ส

ำนกหอสมดกลาง

ฌ

สารบญภาพ ภาพท หนา

1 กรอบแนวคดในการวจย…………………………………………………………… 3 2 ผาทอประกอบดวยดานและเสนใย………………………………..……………….. 5 3 รปรางของฝาย …………………………………………………………………….. 8 4 รปรางละเอยดของฝาย ..…………………………………………………………… 8\ 5 โครงสรางโมเลกลของเซลลโลส………………………………..………………… 10 6 รปรางและการตรวจเสนใยลนน ………………………………………………….. 10 7 โครงสรางของเสนใยไหม….. ……...……………………………….…………… 11 8 ภาพตดขวางและภาพตดตามยาวของเสนไหม……………………….…………… 12 9 การแสดงการทางานของ Intertermeter ..…………………………….…………... 19 10 แสดงลกษณะการเดนทางของ IR Beam ภายในระหวาง crytal…….…………...... 20 11 อปกรณเสรมสาหรบตอพวงกบเครอง FTIR mode ATR… ……….…………...... 20 12 เครอง perkin elmer precisely spectrum 100 FT-IR spectrometer….…………...... 21 13 การเตรยมพรอมเครองกอนทดสอบตดตงตว ATR เขากบเครอง ………..………. 24 14 การนาตวอยางผาวางทวงกลมกลางแพน …………………………………………. 25 15 กราฟ spectrum การวเคราะหผาไหม ……..………………………………………. 27 16 กราฟ spectrum การวเคราะหผาฝาย..……………………………………………… 28 17 กราฟ spectrum การวเคราะหผาใยนน ……………………………….…………….. 29 18 กราฟ spectrum การวเคราะหผาปาน…...………………………………………….. 30 19 กราฟ spectrum การวเคราะหผาลนน...……………………………………………. 31 20 กราฟ spectrum การวเคราะหผาลกไม……………………………………………... 32 21 กราฟ spectrum การวเคราะหผาเครปซาตน………………………………………... 33 22 กราฟ spectrum การวเคราะหผาโซลอน……………………………………………. 34 23 กราฟ spectrum การวเคราะหผาซฟอง…………………………………………….. 35 24 กราฟ spectrum การวเคราะหผาไหมจน…………………………………………… 36 25 กราฟ IR Spectrum ของผาแตละชนด ……………………………………………… 37 26 กราฟ IR Spectrum ของผาใยธรรมชาตแบบ ATR ………………………………… 37

สำนกหอ

สมดกลาง

ญ

27 กราฟ IR Spectrum ของผาใยสงเคราะหแบบ ATR ……………………………….. 38 ภาพท หนา

28 กราฟ IR Spectrum ของผาจากผลตภณฑจากสตวคอผาไหม………………………. 38 29 ภาพหมฟงกชนทเปนองคประกอบของเซลลโลส …………………………………... 40 30 ภาพหมฟงกชน ของกรดอะมโน……………………………………………………... 40 31 ภาพสวนประกอบของเสนใยโพล เอสเตอร………………………………………….. 41

สำนกหอ

สมดกลาง

1

บทท 1 บทนา

1.1 ทมาและความสาคญของการวจย จากสภาพปญหาทางสงคมในเรองของความรนแรง การทารายรางกาย การทะเละววาท ความขดแยง ปญหายาเสพตด ความเครยด ฯลฯ ท เปนชนวนเหตขนตนทอาจนาไฟสคด อาชญากรรม ทนบวนจะทวความรนแรงมากขน สงผลกระทบต อความปลอดภยในชวตและทรพยสน ในบางคดทเปนคดอกอาจ สะเทอนขวญ รนแรง เปนทสนใจของประชาชน และสงคม ทเฝาตดตามการทางานของเจาหนาทตารวจในการสบคนพยานเพอหาผกระทาความผดมาลงโทษตามกระบวนการทางกฎหมาย โดยเฉพาะคดทางดานอาชญากรรมในอดตการสบสวนสอบสวนในอดตจะใหความสาคญ และใหนาหนกความนาเชอถอก บพยานบคคลมากกวาวตถพยานในทเก เหต ซงการใหปากคาของพยานบคคลจดไดวาเปนพยานทไมนาเชอถอ เนองจากพยานบคคล สามารถกลบคาใหการในชนศาล ลม หรอสบสนได สงผลใหรปคดเปลยนแปลงไป ซงอาจทาใหไมสามารถนาตวผกระทาความผดทแทจรง มาลงโทษได แตในปจจบนจากการเขาตรวจสอบสถานทเกดเหต จะพบวตถพยานหลายอยางอยในตวผเสยหาย สถานทเกดเหต ซงสามารถนาไปขยายผล การสอบสวนหาผกระทาความผดทแทจรงได โดยการนาเอากระบวนการและองคความรทางดานนตวทยาศาสตร มาใชรวมกบ กระบวนการยตธรรม สงผลใหเกดความถกตอง แมนยา มความนาเชอถอ ทาให เจาหนาทผเกยวของกบกระการยตธรรม เชนพนกงานสอบสวน อยการ และศาล เขาใจ และใหการยอมรบวตถพยานทางดานนตวทยาศาสตร เนองจากเปนพยานหลกฐานทสามารถพสจนได ตรงไปตรงมา มความแมนยาสง ตรวจสอบได มการยอมรบในระดบสากล ซงพยานหลกฐานทพบในทเกดเหต อาจเปนวตถพยานทางชวภาพ เชน เสนผม สารคดหลง คราบ โลหต เสนขน และวตถพยานทางกายภาพ เชน เสนใย เศษกระจก รอยฝามอ ฝาเทา เปนตน จากววฒนาการทางเทคโนโลย เครองมอและอปกรณททนสมย ไดถกนามาใชในงาน ดานนตวทยาศาสตร เพอพสจนหาความจรงทางคด ในการสบสวน สอบสวนตดตามจบกมผกระทาผด และดงทไดกลาวมาแลวขางตน วา วตถพยานในสถานทเกดเหตมหลายชนด แ ละในสถานทเกดเหตยงม วตถพยานอกประเภทหนงทไมควรมองขาม คอ เสอผา ของผเสยหาย หรอผกระทาความผด ทสามารถนามาประกอบเปนพยานวตถได โดยผาแตละชนดทพบในทเกดเหตนน จะมคณสมบต โครงสรางของเสนใยทแตกตางกน ตามลกษณะทางเคมและกายภาพ และ เปน

สำนกหอ

สมดกลาง

2 พยานหลกฐานทพบอยบอยในสถานทเกดเหต เชน ในคดท มการสมผส เสยดสกบเสอผา เครองนงหม พรม เชน คดขมขนซงมการตอส ขดขน ระหวางผเสยหาย และผกระทาความผด มการ สมผส และเสยดสกบเสอผา ผาหม ผาปทนอน หรอคนรายใชผาเชด ตวมารดคอผตายและอาพรางคด หรอคดลกทรพยทคนรายปนเชาบาน และทาลายสงกดกน อาจมชนสวนเสอผาของคนรายถก ของมคมเกยว หรอครด ทาใหเสนใยของเสอผาของผกระทาความผดตดอยในสถานทเกดเหต ฯลฯ เปนตน ตาแหนงทพบ วตถพยานประเภทน เชน ชองทางเขา – ออก บรเวณทมการตอส ขดขน หรอบรเวณอนๆ ใกลเคยงผเสยหาย แมเพยงเศษเลกนอยกสามารถนาไปพสจนดวยเครองมอ FT-IR ซงเปนเครองมอวเคราะหโครงสรางทางเคมของเสนใยผา ซงจะเปนประโยชนตอ เจาหนาท ในการนาผลพสจนหลกฐานโดยการเปรยบเทยบเสนใยเสอผาทพบในสถานทเกดเหต กบเสนใยตวอยาง วาม เปนเสนใยชนดเดยวกนหรอไม โดยคณสมบตของผาแตละชนดจะมความแตกตางกน การวเคราะหเสนใยผานน ตองทา ความเขาใจลกษณะของเสนใยซงเปนองคประกอบหลกของผาชนดตางๆ เพอทาให ทราบถงองคประกอบทางเคม (หมฟงกชน ) โดยวเคราะหโดยเทคนค Fourier Transform Spectroscopy (FT-IR) ซงเหนวาหากไดมการศกษาอยางจรงจงนาจะสามารถนามาใชประโยชนในงานดานนต วทยาศาสตรไดตอไป ดงนน ผวจยจงมความสนใจในการศกษาวธการตาง ๆ ทสามารถนามาใชในการตรวจพสจนยนยนลกษณะทางกายภาพ หรอคณสมบตตางๆ เพอแยกประเภทของเสนใยผาแตละชนดได และสามารถนามาใชประโยชนในการตรวจพสจนเปรยบเทยบเสนใยผาทพบในสถานทเกดเหต กบ บคคลตองสงสยหรอผเสยหาย เพอคนหายนยนผกระทาความผดและผทเกยวของกบการกระทา ความผดในคดตาง ๆ ได นอกจากนยงมประโยชนในการสบสวน พสจนหลกฐาน และดาเนนคดตามกฎหมายอนนาไปสการนาตวผกระทาความผดทางอาญามาลงโทษตามกระบวนการยตธรรม เพราะหากปราศจากหลกฐานทางดานนตวทยาศาสตรแลว คดสาคญ ๆ ทสลบซบซอนหลายคดคงจะไมสามารถนาตวผกระทาความผดมาลงโทษได ทาใหสง ผลรายตอสงคมเพราะม โอกาสทผเคยกระทาความผดนนจะกระทาความผดแบบเดมซาอ กนนส ง ดงนนการนาเอาหลกนตวทยาศาสตร มาใชควบคกบกระบวนการยตธรรมไดอย างมประสทธภาพเชนนยอมเปนมาตรการในการปองกนและ ปราบปรามการกอเหตอาชญากรรมดวยอกทางหนง

สำนกหอ

สมดกลาง

3 1.2 วตถประสงคของ การวจย

1.2.1. เพอศกษาลกษณะและจาแนกระหวางเสนใยผาธรรมชาตกบเสนใยผาสงเคราะห 1.2.2. เพอศกษาหลกการตรวจวเคราะหเสนใยผาธรรมชาตและเสนใยผาสงเคราะหดวย

เทคนค Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)

1.3 สมมตฐานของการวจย 1.3.1.สามารถจาแนกระหวางเสนใยผาธรรมชาตกบเสนใยผาสงเคราะหได 1.3.2. สามารถตรวจวเคราะหเสนใยผาธรรมชาตกบเสนใยผาสงเคราะหดวย

เทคนค Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)ได

1.4 ขอบเขตของการวจย

วเคราะหหาหมฟ งกชน ผาชนดตางๆ ดวยเครองมอทใชวเคราะหทางเคม ไดแก Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)

1.5 กรอบแนวคดในการวจย

เสนใยผาธรรมชาต และ เสนใยผาสงเคราะห โดยวธ (FT-IR)

วเคราะหองคประกอบทางเคมของผา แตละชนด

ภาพท 1 กรอบแนวคดการวจย 1.6 คาจากดความทใชในการวจย

เสนใย หมายถง วสดหรอสารใดๆทงทเกด จากธรรมชาตและทมนษยสรางขน ทมอตราสวนระหวางความยาวตอเสน ผานศนยกลางเทากบหรอมากกวา 100 เทาตว สามารถข นรปเปนผาได และตองเปนองคประกอบทเลกทสดของผา ไมสามารถแยกยอยในเชงกลไดอก

เสนใยสงเคราะห หมายถง วสดหรอสารใดๆ ทมนษยสรางขน และสงเคราะหขนจาก สารอนนทรย หรอสารอนทรย ใชทดแทนเสนใยจากธรรมชาต แบงเปน 3 ประเภท ไดแก

สำนกหอ

สมดกลาง

4

1. เสนใยทดดแปลงมาจากพอลเมอรธรรมชาต (Natural Polymer Fibers) เนองจากเซลลโลส มอยจานวนมากไมวาจะเปนฝาย หรอลาตนของตนไมกตาม ฉะนนมนษยสามารถนามาดดแปลงทาเปน เสนใยทตองการ เชน เรยอน วสโคส หรอ อะซเตด เปนตน

2. เสนใยอนนทรย (Inorganic Fibers) เปนเสนใยทมนษยผลตขน เชน ใยแกว 3. เสนใยสงเคราะห (Synthetic Fibers) เปนเสนใยทสวนมากจะไดมาจากอตสาหกรรม

ปโตรเลยม เชน พอลเอสเตอร พอลเอไมด พอลไวนลแอลกอฮลล พอลอะไครโลไนไทล เปนตน เสนใยธรรมชาต หมายถง วสดหรอสารใดๆทเกด จากธรรมชาตไดแก เสนใยทมอยใน

ธรรมชาต แบงไดเปน 3 ประเภท ไดแก 1. เสนใยจากพช (Vegetable Fibers) เปนเสนใยทประกอบดวยเซลลโลส ซงไดจาก

สวนตางๆ ของพช เชน ปาน ปอ ลนน ใยสบปะรด ใยมะพราว แฟลกซ (Flax) ฝาย (Cotton) นน ศรนารายณ เปนตน เซลลโลส เปน โฮโมพอลเมอร ประกอบดวยโมเลกลของกลโคสจานวนมาก มโครงสรางเปนกงกานสาขา

2. เสนใยจากสตว (Animal Fibers) ไดแก เสนใยโปรตน เชน ขนสตว (wool) ไหม (silk) ผม (hair) เลบ เขา ใยไหม เปนตน เสนใยเหลาน มสมบต คอ เม อเปยกนา ความเหนยวแลความแขงแรงจะลดลงถาสมผสแสงแดดนานๆ จะสลายตว

3. เสนใยจากแรธาต (Mineral Fibers) ซงไมคอยจะนยมใชในงานสงทอปกต แตจะ นยม ใชกบงานดานความคงทนตอเปลวไฟ และความรอน โดยเฉพาะอยางยงเสนใยหน (Asbestos) 1. 7 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. สามารถนาไปประยกตใชในการวเคราะหตวอยางวตถ พยานประเภทเสนใยในสถานทเกดเหต

2. สามารถนาไปประยกตจาแนกผาทไดจากเสนใยชนดตางๆ

สำนกหอ

สมดกลาง

บทท 2 ทบทวนเอกสารและงานทเกยวของ

ในการศกษาวจยครงนไดทาการศกษา เอกสารและงานวจยทเกยวของดงตอไปน 1.แนวคดเกยวกบผา 2.แนวคดเกยวกบคณสมบตและลกษณะของเสนใย

3.แนวคดเกยวกบเครองมอทใชในการวเคราะห 4.แนวคดเกยวกบ นตวทยาศาสตร 5.งานวจยทเกยวของ

2.1. แนวคดเกยวกบผา 2.1.1 ผา (Fabric)

ผา คอ วสดทมลกษณะเปนแผนแบนสามารถผลตจากสารละลาย เสนใย เสนดายหรอวสดพนฐานเหลานรวมกนเมอแบงแยกตามลกษณะการผลตสามารถแบงประเภทของผาออกเปน 3 แบบ คอผาทอ (woven fabrics) ผาถก (knitted fabrics) และผาอน ๆ

ภาพท 2. ผาทอประกอบดวยดายและเสนใย ทมา: กรรณกา กนทะวงศ . ความรเรองผา . เขาถงเมอ 5 มนาคม.2556. เขาถงไดจาก

http://113.53.232. 212/~pcc27/job%20M4/Media/cotton.ppt

5  

6

2.1.2 ผาทอ (woven fabrics)เปนผาทเกดจากกระบวนการทอโดยใชเครองทอ (weaving loom) โดยมเสนยน (warp yarn) และเสนพง (filling or weft yarn) ททอขดในแนวตงฉากกน และจดทเสนทงสองสอดประสานกน (interlacing) จะเปนจดทเสนดายเปลยนตาแหนงจากดานหนงของผาไปดานตรงขามการทอในปจจบนมการพฒนา จากการทอดวยมอ (hand looms) ไปเปนการใชเครองจกรในการทอ โดยใชเทคนคหลากหลายรปแบบ แตกตางกน ประเภทของผาทอแบงเปนหลายชนดขนกบลกษณะการทอ เชน Plain, Basket, Twill, Satin, Crepe, Dobby, Jacquard, Doublecloth, Pile, Slack-tension, Leno, และ Swivel 2.1.3 ผาถก (knitted fabrics) เปนผาทเกดจากการใชเขม (needles) ถกเพอใหเกดเปนหวงของดายทมการสอดขดกน 2.1.4 ผาไมถกไมทอ (nonwovens) มลกษณะโครงสรางเปนแผนผาทเกดจากการสาน ไปมาของเสนใย (fibrous web) มการยดกนดวยการ ทเสนใยพนกนไปมา (mechanical entaglement) หรอโดยการใชความรอน เรซน หรอสารเคมในการทาให เกดการยดกนระหวางเสน ใยผาไมถกไมทอสามารถผลตไดโดยหลายกระบวนการผลต 2.1.5 ผาอนๆ เปนผาทเกดจากกระบวนการผลตอนทนอกเหนอไปจากการถกและทอเชนการขนรปเปนแผนฟลมทงจากสารละลายและจากการฉดพลาสตกหลอมการขนรปเปนโฟม และการขนรปเปนผาจากเสนใยโดยตรง เรยกวาผาไมถกไมทอ (nonwovens) 2.2 แนวคดเกยวกบคณสมบตแ ละลกษณะของเสนใย เสนใย หมายถง สงทมลกษณะเปนเสนยาวเรยว องคประกอบของเซลล สวนใหญ เปน เซลลโลส เกดจากการรวมตวของพอลแซคคาไรด (polysaccharide) ของกลโคส(glucose) ซงโมเลกลของเซลลโลสเรยงตวกนในผนงเซลลของพชเปนหนวยเสนใยขนาดเลกมาก เก ดการเกาะจบตวกนเปนเสนใยขนเสนใยสวนใหญเปนสารโพลเมอร ซงประกอบดวยธาตคารบอนและ ไฮโดรเจน เปนสวนใหญ มออกซเจนและไนโตรเจนบางเลกนอย มนาหนกโมเลกลสงมากแล โมเลกลมลกษณะคลายโซยาวๆ โดยแตละหวงมโครงสรางเหมอนกน ดงนน บางครงจงเรยก วา โซ โมเลกล (molecular chain) 2.2.1 ประเภทของเสนใย

2.2.1.1 เสนใยเซลลโลสธรรมชาต เสนใยธรรมชาตจากพชทกชนดจดเปนเสนใยประเภทเซลลโลสทมองคประกอบทาง

เคมประกอบไปดวยธาตหลกคอ คารบอน 44.4% ไฮโดรเจน 6.2% และ ออกซเจน 49.4% มโครงสรางประกอบดวยหนวยขนพนฐานซงเรยกวา Anhydro-d-glucose ตอกนเปนลกโซโมเลกล

7

ยาว แตละหนวยของกลโคสประกอบดวยหมโฮครอกซลทงหมด 3 หมดวยกน ซงเหมอนกบ โครงสรางของนาตาลทวไปแตเนองจากโมเลกลตอกนยาวเปนลกโซทาไมไมละลายนาเหมอนกบท ไมเกดกบน าตาล

ลกษณะการเรยงตวเปนลกโซโมเลกลยาวทาใหมความแขงแรงสงตามไปดวย ลกโซ โมเลกลยาวของกลโคส สามารถทาการตรวจวเคราะหไดโดยจากคาของนาหนกโมเลกล ในกรณขอ ฝายมคาตงแต 100,000 ไปจนถง1-2 ลานของลนน ปาน ปอ อาจมนาหนกโมเลกลสงถง 6 ลาน เสนใยเรยอนทเปนเสนใยประดษฐในชวง 20,000-230,000 หรอเยอกระดาษมนาหนกโมเลกลเพยประมาณ 4,000 เทานนเอง นาหนกโมเลกลน โดยทวไปมกคานวณในลกษณะของคาเฉลยจากหนว ยอยทเปนกลโคสแลวคณดวยจานวนหนวยยอยทซากน ถงแมเสนใยเซลลโลสมอยมาก มายหลาชนดกตาม แตเนองจากทกชนดมองคประกอบทางเคมในหนวยยอยทเหมอนกน ดงนน จงทาให สมบตของเสนใยกลมนมความคลายกนซงสงผลสะทอนไปยงสมบตของผลตภณฑทมความสาคญ ตอผใชในธรรมชาตจะพบเสนใยเซลลโลสจากสวนตางๆ ของพช แตกตางกนไดหล ากหลาย บางประเภทเปนเสนใยทไดจากเมลด บางประเภทเปนเสนใยจากลาตนเสนใยจากใบหรอแมกระทงเสนใยจากผล

2.2.1.2 ฝาย (Cotton) ฝายเปนเสนใยเซลลโลสทมนษยรจกและใชประโยชนมานานแลว พบในทวทกแหง

ของโลก ทงในแถบโลกเกา คอ ทวปเอเชย แอฟรกา และแถบ โลกใหม คอบรเวณทวปเมรกา มหลกฐานทางโบราณคดทสรปวามการปลกฝายในอยปต เมอประมาณ 12,000 ปกอนครสตศกราชในอนเดยประมาณสามพนปกอนครสตศกราช และเปรราว 2500 ปกอนครสตศกราช ฝายมชอวทยาศาสตรวา Gossypium spp มทงหมด 20 สปชส แตท นามาปลกเพอนการคาคอ G. herbaceum L., G. arboreum L., G. hirsutum L. และ G. barbadenes L. พนธฝายทมการปลกคามแหลงทปลกฝายในโลกแบงเปนพนธฝายโลกเกาและพนธฝายโลกใหมพนธฝายโลกเกา คอพนธทมกาเนดใน ประเทศปากสถาน และขยายพนธไปย งอนเดย อนโดนเซย จนแถบทะเลเมดเตอเรเนยน ลมแมน ไนล และแอฟรกา พนธฝายโลกเกาม 2 ชนด คอ G. arboreumL. และ G. herbaceum L. ฝายโลกเกามเสนใยสน หยาบและบดตวมาก จงปนเปนเสนดายไดด สาหรบพนธฝายโลกใหม จะมถนทปลก ในเขตรอน และเขตอบอนของทวปอเมรกา พนธทมผนยมปลก คอ G. barbadenesL. และ G. hirsutum L. ฝายพนธ G. barbadenesL. ชนดทใหปยยาว ละเอยด ไดรบชอวาฝายเปรเวยน หรอ ซ -ไอรแลนด นยมปลกกนมากทางเกาะเวสตอนดสเซาทแคโรไลนา และจอรเจย สาหรบพนธทนา ไปปลกในอยปตและซดานไดชอวา ฝายพนธอยปเชยน สหรฐอเมรกาไดนาฝายอยปเชยนไปปลกแลวคดเลอกพนธจนไดสายพนธใหมชอพนธพมา (Pima) ฝายพนธ G.hirsutum L. เปนพนธทมการปลก

8

และผลตเปนสนคากนมากทสดในโลก ปลกกนแถบ ภาคใตของเมกซโก อเมรกากลาง อเมรกาเหนอและหมเกาะเวสตอนดส เรยกวาพนธอพแลนด (Upland cotton)

ภาพท 3. รปรางของฝาย ทมา: Green Spirit. Cellulose. เขาถงเมอ 5 มนาคม.2556. เขาถงไดจาก http://www.greenspirit.

org.uk.

ภาพท 4.รปรางละเอยดของฝาย ทมา

ทมา: Green Spirit. Cellulose. เขาถงเมอ 5 มนาคม.2556. เขาถงไดจาก http://www.greenspirit. org.uk.

9

โครงสรางของฝายหากมองในรายละเอยดขององคประกอบทางเคมฝายเปนเสนใยเซลลโลสชนดหนง โดยทางกายภาพฝายเปนเสนใยสนมลกษณะภายนอกทหยาบเปนหลอดแบน ขวนกนเปนเกลยว และจากกลองจลทรรศนภาพภาคตดขวางมลกษณะคลายเมดถวทมชองกลาง กลวงเปนชองสงนา (Lumen) ภาพภาคตดขวางของฝายระยะแรกมลกษณะเปนรปตวย (U) ผนงเซลลบางขณะทยงออนอย ตอเมอเสนใ ยมอายมากขนผนงกเร มหนามลกษณะคลายรปถวมากข น รกลางทเปนทอสงนาจะหดเลกลงผวนอก (Cuticle) ดคลายมฟลมมนเคลอบอย ผนงขนแรกคอ Primary Wall เปนผนงชนทเกดขนผนงแรกจะมความหนาเพม ขนขยายจากผวเขาสสวนกลางกา รเจรญเตบโตเปนชนๆคลายวงปในลาตน ทาใหทอสงนาสวนกลางถกเบยดเลกลงแตละชนของผน ทขยายไปมความหนาแตกตางกนไปขนอยกบสภาพภมอากาศอาหารและนา เปลอกทหนาเพมขนน รวมเรยกกนเปนผนงขนสอง (Secondary Wall) แตละขนทเจรญเตบโตขนนประกอบไปดวยเสนใย ละเอยดอนเกดจากการตอกนยาวของลกโซโมเลกลของเซลลโลสจบเรยงตอกน และลกษณะของ การจดเรยงกนนเองททาใหในบางครงมทศทางการเรยงทสลบทศสวนทางกน ทาใหเกดเกลยวฝาย ขนตามความยาวของเสนใยเกลยวฝายหรอการบดตวคลายรบบน เปนลกษณะทแสดงถงก ารเจรญเตบโตตามธรรมชาตอยางเตมทแลวของฝ าย

2.2.1.2.2 โครงสรางทางเคมของฝาย

ภาพท 5. สวนประกอบทางเคมของเสนใยฝายดบ ทมา: Green Spirit. Cellulose. เขาถงเมอ 5 มนาคม.2556. เขาถงไดจาก http://www.greenspirit.

org.uk.

10

ภาพท 6. (ก)โครงสรางโมเลกลของเซลลโลส

(ข) โครงสรางโมเลกลของเซลลโลส ดดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอน

ทมา: มหาวทยาลยราชภฏสรนทร. คณะวทยาศาสตร. พอลแซกคาไรดชนดโครงสราง. เขาถงเมอ 5 มนาคม.2556. เขาถงไดจาก http://science.srru.ac.th/org/scielearning/courseonline/ 4022503/chapter3-structural2.htm

2.2.1.3 ลนน หรอ Flax

ลนนเปนเสนใยทไดจากลาตนของ Flax นบไดวาเปนเสนใยทเกาแกทสดทมนษยรจก ใช คาดวาเปนเวลากวา 4,500 ปมาแลวจากการใชพนศพโบราณ คอพวกมมม เสนใยลนนในธรรมชาตเกาะตดแนนดวยสารทคลายเรซน หรอกาวจบกนตลอด ดงนนตองกาจดสารเหลานออก กอนซงประกอบดวยสารประกอบจาพวกเปคตน ไขและยาง วธการในการกาจดหรอแยกเสนใยให เปนอสระจากกนเปนวธทเรยกวา retting (การแชใหเปอยในนาโดยอาศยแบคทเรย ) ซงมหลายรปแบบดวยกน เชน ทงไวในกลางแจงโดยอาศยนาคาง ทงแชไวในนาคลอง หรอในอางนาทสรางข โดยเฉพาะ สามารถควบคมระดบอณหภมและปรมาณแบคทเรยได ประเทศทมชอเสยงในการผลตผาลนนมหลายประเทศดวยกน เชน เบลเยยม ไอรแลนด เปนตน

11

2.2.1.3.1 โครงสรางทางกายภาพและทางเคมของลนน

ภาพท 7. รปรางและการตรวจเสนใยลนนดวยกลองจลทรรศน

รปรางและสวนประกอบทางเคม จากการตรวจเสนใยลนนดวยกลองจลทรรศนจะเหน วาเสนใยแตละเสนเกดจากกลมเซลโฟลเอมอยรวมกนโดยผนงเซลจะยดตดกนรปรา งของเซลตามยาวไมตรงสมาเสมอ จะมสวนทพองออกเลกนอยคลายรปไข หรอคลายรปหลายเหลยม ตร กลางจะมชอง (Lumen) ซงมองเหนเปนเงาดา แตละเซลจะมเสนผานศนยกลางเฉลยประมาณ 15 -16 ไมครอน ความยาว ¼ - 2 ½ นว เมออยรวมกนเปนเสนใยจะยาว 5 – 20 นวเส นใยลนนมเซลลโลสเปนสวนประกอบประมาณ 70 - 85% ผวของเซลมสารททาใหเกดความมน

2.2.1.4 ไหม (Silk) ตนกาเนดของการเลยงไหมเรมตนทประเทศจนเมอประมาณ 4,500 ปกอน เสนใยไหม

ไดชอวาเปน “ราชนแหงเสนใย” เปนเสนใยทไดมาจากโปรตนทหนอนไหมขบออกมา เสนใยจะมความยาวตอเนอง

2.2.1.4.1 โครงสรางทางเคมของไหม เมอตวหนอนไหมโตเตมวยเรมจะเปนดกแด จะตองพนของเหลวทมความหนดจากตอมขนาดใหญสองตอมภายในตวหนอน สารละลายนจะถกอดผานทอสองทอในหวของตวหนอนไหม สวนทเหลวหนด (ไฟโปรอน : Fibroin) ถกเคลอบดวยโปรตนอกชนดหนง (เซอรซน: Sericin) ซงเปนกาวไหมททาใหเสนใยสองเสนตดกนเสน ใยไหมจะม 2 สวน คอ กาวไหม (เซอรซน) และเสนใย (ไฟโปรอน)กาวไหมเปนสวนทนอยกวาเสนใยและกาวไหมจะมสงเจอปน

2.2.1.4.2 โครงสรางทางกายภาพของไหม หลงจากการลอกกาว (Degumming) เสนใยยาวทเปนลกษณะสามเหลยมปลายมนทงสองเสน จะแยกตวออกมาทาใหเสนใยมรปรางตางไปจากเสนใยไหมดบ (คอ เสนใยละเอยดกวา และเสนใยมความมนเงาสงกวา

12

ภาพท 8.โครงสรางของเสนใยไหม

ภาพท 9. ภาพตดขวางและภาพตดตามยาวของเสนไหม 2 ชนด

2.3 การแปรรปเปน ผลตภณฑ 2.3.1 ผลตภณฑจากเสนใยธรรมชาต

2.3.1.1 ผลตภณฑเสนใยไหม เสนใยไหมนยมนามาทาเปนผาไหม ซงผลตภณฑผาไหมของไทยแบงผาไหมออกเปนสองประเภท คอ ผา ไหมไทยและไหมผสม สาหรบผาไหมไทยหมายถงผาททอดวยไหมแททงหมด รวมทงท มสงอนเปนสวนประกอบเพอ การตกแตง สวนผาไหม ผสม คอผาไหมทมไหมแทปนอยตงแตรอยละ 20 ซงจะนามาทาเปนผาคลมเตยง เนคไท ผาพนคอ ฯลฯ

การนาผาไหมไปใชประโยชนของไหมนนม มากเมอนาไปทอหรอถกเปนผนผาเนอหนาหรอบางไดตามความตองการ และการใชประโยชน เชน ผาชนดบางเหมาะสาหรบใชทาเสอผา เนอละเอยดบางเบา ผาพนคอ ผา เนอ หนาเหมาะสาหรบใชตดเสอ กางเกง หรอเสอผาเมองหนาว ผา ทมเนอหนาหยาบเหมาะทจะใชทาผามาน เค รองประดบบาน เฟอรนเจอร ผาคลมเตยง

13

2.3.1.2 ผลตภณฑปานราม (Ramie) ปานราม (Ramie) เปนเสนใยทไดจากเปลอกของตนรามพนธ Boehmeria Nivea หรอพนธ Boehmeria Tenacissimaในประเทศจนเรยกตนปานชนดนวา China grass ตนปานรามเปนพชพนเมอ งในประเทศจน ไตหวน อนโดนเซย บอรเนยว อนเดย และไดมการขยายพนธไปยงหลากประเทศ เชน รสเซย สหรฐอเมรกา ควบา เม กซโก แอฟรกา ในประเทศไทยมการปลกเชนกน เชนท อาเภอโคกสาโรง จงหวดลพบร ตนปานรามเจรญไดดในแถบอากาศรอน ฝนตกตลอดปและดนด เปนพชใบเลยงเดยว ขยายพนธไดหลายวธ เชนใชเมลด ตดตนปก ชา หรอแยกหนอ ลาตนทเจรญจะสงประมาณ 250 เซนตเมตร เมอโตเตมทในระยะออกดอก และมหนอใหมงอกทโคนลาตน กตดตนปานได นาไปขดเสนใยในขณะยงสดดวยมอหรอขดดวยเครองขด เมอไดเสนใยแลวนาไปรมควนกามะถนประมาณครงชวโม ง เพอปองกนเชอรา แลวจงผ งแดดใหแหง กอนนาเสนใยไปทาผลตภณฑ จะตองนาไปแยกเอายางและไขธรรมชาตทอยรอบๆเสนใยออกใหหม ดกอน ซงทา ไดโดยการตมเสนใยในนาปนใส ประมาณ 2 ชวโมง แลวตมอกในสารละลายโซเดยมคารบอเนตลางนาแลวฟอกขาวดวยปนคลอรน แลวจงลางใหสะอาดหรอโดยการตมในนาปนใสภายใ ความดน ลางใหสะอาดแลวตมอกครง ลางแลวนาไปฟอกในสารละลายโซเดยมไฮโปคลอไรท แลวลางใหสะอาด แชนายาซลโฟเนต ไฮโดรคารบอน จะทาใหเสนใยเปนมนมากขน เสนใยรามเปน Bast fiber มความยาว 60-250 เซนตเมตร ขนาดใหญกวาใยลนน มส ขาว เปนมน แลวยอมสไดด มความเหนยวมากกวาใยฝาย 8 เทา แลวมากกวาลนน 4 เทา เมอเปยกความเหนยวจะเพมขนอก 30-60% ดดความชนไดดและแหงเรว ปานรามคอนขางกระดางใชทาแห อวน เชอก เสน ดาย ผสมเยอกระดาษทาธนบตร ใชทาไสตะเกยงเจาพาย ทาฉนวนไฟฟาและอนๆอกมากมาย

2.3.1.3 ผลตภณฑปานเฮมพ (Hemp) ปานเฮมพเปน Bast fiber เรมร จกใชกนในเอเชยตะวนออก โดยมหลกฐานวามการเกบเกยวในประเทศจน เมอกอนครสตราช 2300 ป ตอมาไดมการขยายพนธไปยงแถบเมดเตอรเรเนยน ยโรป และอเมรกา เพอใชประโยชนแทนลนนและ ปอ ปานเฮมพเปนพชทขนไดในพ นทอบอนถงรอน จงปลกไดทวไป การเกบเกยวและการแยกเสนใย คลายกบวธการแยกเสนใยลนน เสนใยมสนาตาลเขม ฟอกใหขาวไดยากมความยาวแตกต างกน เชน ทยาวมากประมาณ 6 ฟต มความถวงจาเพาะ 1.48 มความยดตวนอยและยดหดตวตา ดดความชนไดด ทนตอแมลง แตไมทนตอเชอรา เสนใยเฮมพทแขงกระดางจะใชทาผาใบ เชอก สวนชนดใย ละเอยดจะใชทาผาเพองานตกแตงภายใน เชน ใชบพนงหอง

2.3.1.4 ผลตภณฑปานศรนารายณ (Sisal) เสนใยปานศรนารายณ มาจากพชทมลกษณะคลายตะบองเพชร นยมปลกในแอฟรกาและอเมรกากลาง เสนใยมความเรยบตรง มสเหลองออน นยมทาเชอก แปรง กระเปา เปนตน

14

2.3.1.5 ผลตภณฑเสนใยปอ (Jute) ปอเปนพชทปลกในแถบเอเชยโดยเฉพาะ อนเดย และบงคลาเทศ ปอเปนพชทปลกงาย เสนใยจะไดมาจากสวนลาตน วธการลอกเอาเสนใย ออกมาจะคลายแฟลกซ เสนใยจากปอมลกษณะละเอยดคลายไหม และงายตอการปนเปนดาย แตไม มความคงทน เสนใยเปอยงายเมอเจอความชน ปอเปนเสนใยทมราคาถกทสด เสนใยปอจะถกทาลายไดงายดวยกรดแรเขมขน น าเกลอจะทาใหเสนใยออนแอลงเชนกน การใชงานของเสนใยปอ ใชผส กบเสนใยชนดอน ทาเสนดายเยบพรมหรอเสอ ทาพนรองผายาง ทากระเปา เปนตน

2.3.2 ผลตภณฑจากเสนใยประดษฐ (Man-made fibres) เปนเสนใยทมการปรงแตงจากธรรมชาต (regenerated fibres) และเสนใยทมการดดแปร (modified fibres)

2.3.2.1 ผลตภณฑเสนใยเรยอน เสนใยเรยอนประกอบดวย เซลลโลสทผานกระบวนการปรงแตงดวยสารเคม แลวกลบมาเปนเซลลโลสอกครง เรยกวา regenerated fibresจงจดเปนหมวดของเสนใยทไมใชเส นใยธรรมชาต แตมองคประกอบเปนวสดจากธรรมชาต สวน ขนตอนการผลตคลายการผลตเสนใยสงเคราะห

โครงสรางของเสนใยเรยอนคอ เซลลโลสทมระดบการโพลเมอไรเซชน ประมาณ 350-500 มลกษณะภาคตดขวางหลายแบบเชน วงกลม หรอรปรางคลายถว รปรางภาคตดขวางน ขนกบลกษณะของรในหว Spinneret ซงจะมผลตอเสนใยและผาทผลตตามมานอกจากน การผลต เสนใยเรยอนยงสามารถเปลยนสมบตของเสนใยไดหลายแบบ เชน สามารถผลตไดตงแตเสนใยทม ความมนมากจนถงเสนใยทมความมนนอย โดยการเตมสารลดความมนลงในสารวสโคสกอนท จะฉดผานหว spinneret หรอการเตมสในสารละลายวสโคส กจะทาใหไดเสนใยทมการยอมสตงแตตน และมความคงทนของสด หรอจะเกดกาซคารบอนไดออกไซดขงอยภายใน ทาใหไดเสนใยทม ลกษณะกลวง มผลตอการดดซมนาและผวสมผส ความหลากหลายในการผลตเสนใยเรยอนน ทาใหการใชงานเสนใยเรยอนคอนขางกวาง และสามารถผลตใหตรงตามความตองการของผบรโภคได

สมบตทางกายภาพและทางเคม ของเสนใย ไดแก ซงประกอบดวย ความแขงแรง ความยดหยน สภาพนาความรอน ความซบนา ฯลฯ ของเสนใยเรยอน มดงน

2.3.2.1.1 ความแขงแรง (Strength) เสนใยเรยอนมความแขงแรงประมาณครงหนงของเสนใยไหม เสนใยเรยอนมความแขงแรงนอยกวาฝายและลนน แตมความแขงแรง มากกวาเสนใยขนแกะ ความแขงแรงของเสนใยจะลดลงประมาณ 40-70% เมอเปยก อยางไรกด เรยอนจดเปนเสนใยทมความแขงแรงพอสมควรสามารถผลตเปนผาผนทมนาหนกเบา เรยบลเหมาะสาหรบทาเครองนงหมได

15

2.3.2.1.2 ความยดหยน (Elasticity) เสนใยเรยอนมความยดหยนดกวาฝาย และลนน แตนอยกวาขนแกะและไหม เสนใยมความสามารถในการคนกลบทความยาวเดมไดไมด ทาใหผายบงาย แตสามารถแกไขไดดวยวธการทอ ชนดของดาย หรอการตกแตงสาเรจ

2.3.2.1.3 สภาพนาความรอน (Heat conductivity) เสนใยเรยอนเปนเสนใยทนาความรอนไดด จงเหมาะสาหรบเสอผาทใชในฤดรอน แตเสนใยบางรปแบบกสามารถปรบทา เครองนงหมสาหรบฤดหนาวได

2.3.2.1.4 ความซบนา (Absorbency) เสนใยเรยอนเปนหนงในเสนใยทดดซมไดดมาก ชนดของเสนใยเรยอนทมการปรบปรงใหดดซมนา ไดด สามารถดดนาได 2-3 เทาเมอเทยบกบเรยอนธรรมดา แตมขอเสยเรองความแขงแรงลดลงเมอเปยกและผวทลนมอ

2.3.2.1.5 ผลตอความรอน (Reaction to heat)เนองจากเรยอนคอเซลลโลส ดงนนสมบตเมอตดไฟจะเหมอนกบฝาย เมอเสนใยถกความรอนทอณหภมปร ะมาณ 150 องศาเซลเซยส ความแขงแรงจะลดลง เมอความรอนสงเกนกวา 177 องศาเซลเซยส เสนใยเรมจะสลายตว ดงนน ในการรดจงควรใชระดบความรอนปานกลาง

2.3.2.1.6 ผลของแสง (Effect of light) เสนใยเรยอนทนทานตอแสงด แตไม ควรทงไวภายใตแสงแดดนานๆ

2.3.2.1.7 ผลของกรด (Effect of acids) เสนใยเรยอนถกทาลายไดดวยกรด เหมอนฝาย

2.3.2.1.8 ผลของเบส (Effect of alkalis) สารละลายเบสเขมขนจะทาลายเสนใยเรยอนได ดงนน ในการซกลางจงควรใชสารซกฟอกทเปนเบสออนๆ

2.3.2.1.9 ความทนทานตอแมลงและเชอรา (Resistance to insects and mildew) มอดจะไมทาลายเซลลโลส สวนผาเรยอนจะขนรางายเมออยในทชน

2.3.2.1.10 ความทนทานตอเหงอ (Resistance to perspiration) เสนใยเรยอนทนทานตอเหงอไดด สวนสของผาอาจซดจางลงได

2.3.2.2 ผลตภณฑ โพลเอสเตอร (Polyester) เสนใยโพลเสเตอร ถกสงเคราะหโดยกลมนกวจยของ Dr.WilliumH.Carothers ในชวง

เวลาเดยวกบการผลตไนลอน และในเวลาตอมา การผลตเสนใยโพลเอสเตอรได แพรหลายออกไป เสนใยโพลเอสเตอร สวนใหญ คอ polyethylene terephthalate (PET) แตกอาจเปนชนดอนได เชน poly-1, 4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate (PCDT) เสนใยโพลเอสเตอร มชอเรยกทางการคาหลายชอ ขนกบบรษทผ ผลต เชน Terylene ผลตโดยบรษท ICI เปนเสนใยสงเคราะห

16

ชนดแรกทผลตในประเทศองกฤษ Dacron ผลตโดยบรษทดปองค ประเทศสหรฐอเมรกา Tetoron ผลตโดยบรษท Toray ประเทศญปน หรอ Fortrel เปนตน โครงสรางของเสนใยโพลเอสเตอรเสนใยโพลเอสเตอรถกผลตทงในรปแบบเสนใยยาวและเสนใยสน ลกษณะภายนอกของเสนใย มความเรยบตรง โปรงแสง เสนใยมเสนผาน ศนยกลางประมาณ 12 ถง 25 ไมครอน ขนกบสมบตของผลตภ ณฑทตองการ จากภาพถายดวยกลองจลทรรศนไมสามารถแยกเสนใยโพลเอสเตอรออกจากเสนใยสงเคราะหอนๆ เพราะมภาคตดขวางเปนวงกลม และเสนใยเรยบตรงเหมอนๆกน

การผลตเสนใยโพลเอสเตอรเปนแบบ melt spinning เมดโพลเมอรจะถกหลอมและฉกออกมาเปนเสน การเตมแตงสารตางๆเชน สารลดความมน สารลดไฟฟาสถต สารทนไฟ สามารถ ทาในขนตอนทโพลเมอรถกห ลอมน จากนน เสนใย โพลเอสเตอรจะถกดงยด (drawing) ทอณหภมสง โดยทวไปจะดงยดประมาณ 5 เทาของความยาวเดมเพอเพมการจดเรยงตวของโมเลกล อตราการ ดงยดขนกบกา รใชงานของเสนใย และมผลตอขนาดเสนผายศนยกลางของเสนใยดวย

เสนใยโพลเอสเตอร มโครงสรางผลกประมาณ 65-85% มระดบการโพลเมอรไรเซชน ตงแต 115-140 พนธะสวนใหญคอ แรง Van der Waals และมพนธะไฮโดรเจนออนๆระหวางหม คารบอนลและหมเมทลน ในสายโซ ขางเคยง เสนใยโพลเอสเตอรมทงชนดทเปน PET และชนดอนๆดงทกลาวมาแลว ซงสมบตของเสนใยจะมความแตกตางกน สวนใหญจะเปนความแตกตางของสมบตทางกายภาพมากกวา สมบตทางเคม เพราะเสนใยโพลเอสเตอรมความทนทานตอสารเคมดมาก นอกจากน การผลตเสน ใยมทงแบบเสนใยยาวและเสนใยสน ซงมผลตอสมบตของผลตภณฑ ดงนน สมบตทจะกลาวถง ตอไปน จงเปนสมบตโดยทวไป

2.3.2.2.1 ความแขงแรง (Strength) เสนใยโพลเอสเตอรมความแขงแรงสงและทนทาน เสนใยชนดพเศษสามารถใชในผลตภณฑยางลอรถและงานดานอตสาหกรรมอนๆ ความทนทานตอการขดถของเสนใยอยในเกณฑดมาก เปนรองเฉพาะเสนใยไนลอน ดวยความ แขงแรงและทนทานน เสนใยโพลเอสเตอรจงนยมทาดายเยบผา

2.3.2.2.2 ความยดหยน (Elasticity) เสนใยโพลเอสเตอรมความยดหยนปานกลาง เสนใยคอนขางแขง แตมความสามา รถในการคนตวกลบด ผาไมยบงาย ทาใหเหมาะสาหรบ ผาถก ผาจะไมเสยรปงาย

2.3.2.2.3 ความสามารถในการคงรป (Drapability) ผาโพลเอสเตอรมความสามารถในการคงรปดมาก จดเขารปทรงงาย โดยเ ฉพาะชนดเสนใยทมภาคตดขวางเปนรปสามเหลยมมน

17

2.3.2.2.4 สภาพนาความรอน (Heat conductivity) ผาโพลเอสเตอรนาความรอนดกวาผาอะครลก เสนใยสวนใหญมลกษณะกลมทาใหไดเสนดายในการทอทเรยบ ผาจะระบาย ความรอนได แตถาเสนใยมการทาใหหยกฟ ผาททอจะมชองวางนอยและไมระบายความรอน แตผา โพลเอสเตอรจะไมอนเหมอนผา จากเสนใยอะครลกหรอขนแกะ

2.3.2.2.5 ความซบนา (Absorbency) โพลเอสเตอรไมดดซมนา ผาททาจากโ ลเอสเตอรจะแหงเรว เหมาะสาหรบทาอปกรณกนฝน ผาโพลเอสเตอรไมเปอนนางาย สามารถเช ออกไดรวดเรว แตถาเปอนนามนหรอสงทมไขมนเจอปน จะทาความสะ อาดไดยากมาก การใชนาซกแหงซงมตวทาละลายอนทรยผสมอย จะชวยในการทาความสะอาดได ปญหาของผาโพลเอ สเตอรอกประการหนงคอ ผสวมใสผาชนดนจะร สกไมสบายตว โดยเฉพาะประเทศทมอากาศรอนเนองจากการไมดดซบนาของผา การระบายเหงอจะไมคอยด จง เปนเหตผลใหนยมผสมเสนใยโพลเสเตอรกบฝาย เรยกวาผา T/C เพอชวยแกปญหาน

2.3.2.2.6 ผลตอความรอน (Reaction to heat) เสนใยโพลเอสเตอรจะเรมเหนยวทอณหภมประมาณ 227-242 องศาเซลเซยส ดงนนไมควรใชความรอนของเตารดทอณหภม สง ทอณหภมประมาณ 250-290 องศาเซลเซยส เสนใยจะเรมหลอมและตดไฟได แตไฟจะดบเอง เมอหางจากเปลวไฟ แตถาผามสารเคมอนๆทชวยในการลามของไฟ ไฟจะไมดบหรอดบชาลง จง เปนขอทตองพงระวงสาหรบเสนใยโพลเอสเทอร

2.3.2.2.7 การทาความสะอาด (Washability) เนองจากเปนเสนใยทเรยบและไมดดซมนา ฝ นจงตดอยทผวผา ผาโพลเอสเตอรจงทาความสะอาดงาย ยกเวนในกรณสงสกปรกท เปนนามน จะตองใชตวทาละลายสารเคมชวย ผาโพลเอสเตอรแหงเรว ไมมปญหาเรองผาหดตว ผ ททาจากเสนใยสนควรซกเบาๆ และเมอแหงแลวควรใช แปรงขนออนๆปดใหปลายเสนใยไมขมวด พนเปนกอน จะชวยลดปญหาได

2.3.2.2.8 ผลของแสง (Effect of light) โพลเอสเตอรมความทนทานตอแสงดมาก การเสอมสภาพเมอถกแสงเปนเวลานานมเลกนอย จงเหมาะสาหรบทาผามาน และผาทใชกลางแจง

2.3.2.2.9 ผลของกรด (Effect of acid) โพลเอสเตอร มความทนทานตอกรดคอนขางด แตจะถกทาลายไดดวยกรดเขมขน เชน กรดซลฟรก ทอณหภมสง

2.3.2.2.10 ผลของเบส (Effect of alkalis) โพลเอสเทอรทนทานตอเบสไดดทอณหภมหอง แตเมออณหภมสงขน ความทนทานจะลดลง และสามารถถกละลายไดด วยเบสแกทอณหภม 100 องศาเซลเซยส

18

2.3.2.2.11 ผลของสารฟอกขาว (Effect of bleaches) ผาโพลเอสเตอร ทนทานตอสารฟอกขาวทวไปไดดความทนทานตอแมลงและเชอรา (Resistance to insects and mildew) ผาโพลเอสเตอรทนทานตอแมลงและไมขนรา ในกรณผาขนรา อาจมาจากสารอนทใชในการตกแตงผา ซงสามารถเชดหรอซกออกไดโดยไมทาลายเสนใย แตสอาจเปลยนแปลงเลกนอย

2.3.2.2.12 ความทนทานตอเหงอ (Resistance to perspiration) เสนใยโพลเอสเตอรทนทานตอเหงอไดด ทงในสภาพกรดและเบส ความแขงแรงของเสนใยจะไมลดลง

2.3.2.2.13 การยอมส (Affinity to dyes) โพลเอสเตอรยอมไดดวยสดสเพรสสอะโซอก ทอณหภมสง สยอมตดทนด โพลเอสเตอรบางชนด มการดดแปรหมฟงกชนใหยอมดวย สเบสกได 2. 4 แนวคดเกยวกบเครองมอทใชในการวเคราะห 2.4.1 Infrared (IR) Spectroscopy

เทคนคทางดาน Infrared (IR) Spectroscopy เปนเทคนคทนยมใชในการวเคราะหตรวจสอบเกยวกบโมเลกลของสาร โดยอาศยหลกการเกยวกบการสน (Vibration) ของโมเลกล แสงอนฟราเรดชวงกลาง (2.5-25 μm) มความถ ตรงกบความถของการสนของพนธะโควาเลนซใน โมเลกลของสารเมอสารตวอยางไดรบพลงงานจากคลนรงสอนฟราเรดทพอเหมาะจะเกดการสน ของโมเลกล ทาใหเกดการเปลยนแปลงคาโมเมนตขวค (Dipole Moment) ของโมเลกล ทาใหโมเลกลเกดการดดกลนแสงแลววดแสงทสงผานออกมาแสดงผลเปนความสมพนธของความถหรอ Wave Number กบคาการสงผานของแสง เรยกวา IR Spectrum ซงลกษณะสเปคตรมการดดกลนแสงของสารแตละชนดจะมคณสมบตเฉพาะ โมเลกลของสสารจงสามารถดดกลนแสงอนฟราเรดไดทความถตางกนขนอยกบความแขงแรงของพนธะและนาหนกของอะตอมของ Functional Groups ในโมเลกล นนๆ

IR Spectroscopy สามารถแยกเปน 2 ประเภท คอ 1) Dispersive Infrared Spectroscopy 2) Fourier Transform Infrared Spectroscopy

2.4.1.1 Dispersive Infrared Spectroscopy

IR Spectroscopy แบบ Dispersive Infrared Spectrometer หรอแบบกระจายแสง ม สวน ประกอบหลก 3 สวน คอ แหลงกาเนดรงส โมโนโครเมเตอร และเครองตรวจวด หลกการทา งาน โดยทวไปรงสจากแหลงกาเนดจะผานตวอยางและถกกระจายออกในชวงความถตางๆ ดวย

19

โมโนโครเมเตอร หลงจากนนลารงสจะตกลงบนเครองตรวจวดซงจะทาใหเกดเปนสญญาณไฟฟา แลวทาการบนทกผลสญญาณนน

2.4.1.2 FT-IR spectrometer (Fourier Transform Infrared Spectrometer) เปนเครองมอทใชในการวเคราะห ตรวจสอบ โครงสรางของสาร โดยการวดการ

ดดกลนรงสท อยในชวงอนฟราเรด ทอยในชวงเลขคลน (Wave number) ประมาณ 12800 - 10 cm-1 ซงสามารถ วเคราะหตวอยางไดทงของแขง ของเหลว และกาซ

สาหรบในอปกรณ อนเตอรเฟอโรมเตอรนนจะประกอบไปดวยกระจกแบนราบ (planar mirrors) 2 แผนทวางทามมตงฉากกน โดยจะม 1 แผนวางอยกบท (fixed mirror) ในขณะทกระจก อกหนงแผนจะเคลอนท กลบไปกลบมาดวยความเรวคงท ในทศทางทตงฉากกบระนาบของ ผวกระจก ดงกลาว (หรอกลาวอกนยหนงคอเคลอนทขนานกบกระจกอกแผนทอยกบท ) นอกจากนนยงมตวแยกลา แสง (beam splitter) ซงวางทามม 45 องศา อยระหวาง กระจก ทง 2 (ภาพท 2.9) ซง beam splitter น จะทาหนาทแบงแยกลาแสงทออกมาจากแหลงกาเนด แสงให แยกออกเปน 2 สวน กลาวคอ 50 % ของลาแสงจะทะลผาน beam splitter เขาไปส fixed mirror ในขณะทอก 50 % ของลาแสงทเหลอจะหกเหไปสกระจกทเคลอนท

ภาพท 10. การแสดงการทางานของ Interferometer

ผลจากการแยกแสงและการสะทอนของแสงในลกษณะดงกลาวจะทาใหรปแบบของ

คลน แสงทจะเขาสดเทคเตอรถกรบกวนใหเปลยนแปลงไป ทงนขนอยกบระยะทางของกระจกท เคลอนท moving mirror ดวย ซงสญญาณของแสงทรวมกนใหมเพอจะเขาสดเทคเตอร นมลกษณะเปน time domain หรอกราฟคลน sine wave ทสมพนธกบแกนระยะทางหรอเวลา เนองจากกระจกเคลอนทดวยความเรวคงทจะถกถอดรหสหรอแปลงไปเปน frequency domain หรอกราฟทสมพนธกบแกนความถ โดยใชวธการทางคณตศาสตรทเรยกวา Fourier transform ซงขอมลทไดจากการ

20

แปลงจะถกนาไปเขยนเปนสเปคตรมอนฟราเรด แสดงเปนกราฟระหวางปรมาณความเขมของแสงกบความถหรอเลขคลน

2.4.2 Attenuated Total Reflectance (ATR) เปนเทคนคอนฟราเรดในอกรปแบบหนง ทมกลไกการทางานตางไปจากเทคนคอนฟราเรดแบบแสงทะลผานสารตวอยาง (transmission mode IR) ใชสาหรบการศกษาพนผวของวตถ และวธนสามารถใชไดดกบตวอยางทมลกษณะทบแสงหรอมความหนามากเกนกวาทจะ วเคราะหดวยวธ Transmission ได โดยในกรณของ ATR แสงอนฟราเรดจะตกกระทบสารตวอยางซงวางทาบอยบน Window cell อาศยการสะทอนของลาแสง IR ผานเขามายงตวอยางและเกดการ หกเหขนภายในระหวางตวอยางกบ crystal ทม Refractive index สงกวาตวอยาง ทงนกเพราะวาให คามมตกกระทบมคามากกวาหรอเทากบมมวกฤต เพอใหเกดการสะทอนกลบหมดของ IR beam และสญญาณทไดจะมปรมาณมากขนและพคทไดจะมความสงมากขน หากสามารถทาการวดความ เขมของแสงทไดจากการสะทอนหลายๆ ครง (multiple internal reflection)

ภาพท 11. แสดงลกษณะการเดนทางของ IR Beam ภายในระหวางกบ crystal

ซงการวเคราะหในแบบ ATR น จะใชอปกรณเสรม (accessory) ตอพวงเขาไปกบ เครองมออนฟราเรดสเปคโตรสโคป

21

ภาพท 12. อปกรณเสรมสาหรบตอพวงกบเครอง FTIR เพอวเคราะหใน mode ATR

ภาพท 13. เครอง Perkin Elmer precisely Spectrum 100 FT-IR Spectrometer

22

2.5 ความสาคญของนตวทยาศาสตร นตวทยาศาสตร (Forensic Science) คอ “การนาความรทางวทยาศาสตรทกสาขามาประยกตใช เพอพสจนขอเทจจรงในคดความเพอผลในการบงคบใชกฎหมายและการลงโทษ” ในปจจบนน ไดเกดปญหาทางดานอาชญากรรมขนมากมาย ซงการทจะ เอาตวผกระทาผดทแทจรงมาลงโทษตามกระบวนการยตธรรมนนเปนเรองทสาคญอยางยง โดยเฉพาะจะตองมการรวบรวม พยานหลกฐานมายนยนใหสามารถพสจนความผดไดอยางชดเจน ดงนนในประเทศทพฒนาแลว อาทเชน ประเทศญปน ยโรปและสหรฐอเมรกา จงมการนาเอาควา มรทางดานวทยาศาสตรและเทคโนโลยตางๆ มาพฒนาใชในการตรวจพสจนหลกฐานตางๆใหไดผลทถกตองแทจรงตามหลก วทยาศาสตร ซงไดผลอยางดยงในการสบสวนตดตามหาคนรายตางๆ โดยเฉพาะประเทศญปน เมอ เกดคดฆาตกรรมเกดขน สามารถจบกมคนรายไดถง 90% โดยการใชเครองมอวทยาศาสตร และเทคโนโลยทคนควาวจยและผลตขนอยางทนสมย ผสานกบหลกนตวทยาศาสตรน ใหบรรลผลได เปนอยางมาก ประโยชนของพยานหลกฐานทางนตวทยาศาสตร ดงน

1) เปนเครองชวยชวามการกออาชญากรรมแนนอน เชน ผเสยหายแจงวาถกขม ขน และตรวจพบวาผเสยหายมเสอผาฉกขาด มแผลตามรางกาย

2) เปนเครองชวยชวาผตองสงสยไดอยในทเกดเหต เชน ตรวจไดขนแมวทขากางเกง ของผตองสงสยทผตองสงสยอธบายทมาไมไดและบานทผเสยหายถกขมขนเลยงแมว

3) เปนเครองชวยชวาบคคลน นเกยวของกบอาชญากรรมทเกดขน เชน พบลายพมพ นวมอผตองสงสยในดานในของถงมอทถอดทงไวในบานทถกโจรกรรม

4) เปนเครองชวยกนผบรสทธออกไป เชน เดกหญง 2 คนพนองกลาวหาวาผตองสงสย วางยาแลวทามดมราย แตการตรวจทงเลอดและปสสาวะข องเดกแลวไมพบสารใด

5) เปนเครองยนยนคาใหการของผเสยหาย เชน ผเสยหายอางวาถกผตองสงสยแทงมอ ผเสยหายจงเอามอทเลอดออกปายไปบนแขนเสอของผตองสงสย จากการตรวจพบวาคราบเลอดบน แขนเสอของผตองสงสยเปนเลอดของผเสยหายจรง

6) ผตองสงสยทถกยนดวยพยานทางฟสกสอาจจะสารภาพ เชน คดเจนจรา เมอพสจนไดวา ผตายเสยชวตเพราะถกยง ในขณะทผตองหาใหการกบตารวจกอนหนานวาฆาโดยการบบคอ ผตองหาจงสารภาพ

7) มคามากกวาประจกษพยานเพราะเคยมการทดลองแลวพบวา ประจกษพยานอาจให การคลาดเคลอนไปได เมอเวลาผานไปเปนเดอนหรอเปนป

8) พยานหลกฐานทางนตวทยาศาสตรไดรบความเชอถอจากศาลมากขนเรอยๆ

23

9) การไมพบพยานทางนตวทยาศาสตรชวยยนยนวาไมมอาชญากรรม เชน แจงวาถก ลกทรพยแตตรวจแลวไมมรองรอยงดและและทรพยทวายงอย

2.6 งานวจยทเกยวของ Chinkap Chung,Myung Lee และEun Kyung Choe (2004) ไดศกษาวจยเรองการแยกผาสาลทสะอาด ดวยเทคนค FT-IR-ATR ซง ผาฝายชนด greige และผาสาลทฟอกขาวสะอาด ซงเปนผาฝายเหมอนกนจะม spectrum ทเหมอนกน แตอยางไรกตาม FT-IRกย งสามารถแยกรายละเอยดเกยวกบพนผวของผาไดจากตวอยางททาการทดลองจะมชวง C-H มเลขคลน 1800-3000 cm-1 ซงสามารถเปรยบเทยบจากคราบเหงอ และโปรตนบนเสอซงเปนพยานวตถไดโดยการสงเกตจากคา Peak ของ Carbonyl บนผาได Sharma SP,(2009:197-204) ไดศกษาวจยการศกษารอยไหมบนผวผาจากเขมาดนปนโดยการใชเทคนคFT-IRตรวจสอบเบองตนเปนเครองมอทมประโยชนมากในการแยกวเคราะหสารตางๆ เชน nitroglycerine ในคราบเขมาดนปนและรอบๆสวนทางเขาของกระสนบนเสอผาของ เหยอจากการยงปนในระยะสนๆวธนเปนป ระโยชนอยางมากในการตรวจสอบและวนจฉยเขมาดน ปนบนฝามอและเสอผาของคนยง เปนวธเฉพาะและมความไวตองไมมสงรบกวน เชน สงแวดลอม ทเปนพษ มความเปนไปไดทจะนาไปใชอยางแพรหลายในการใชเทคนค SEM-EDM วเคราะหปรมาณของ barium และ antimony จากเขมาดนปนรอบๆ วธนทดลองในหองปฏบตการ ผลลพธทไดจะถกตองสมบรณอาจตองใช เทคนค GC-MS รวมดวย Ursinus College Science in motion ศกษาการวเคราะหเสนใยโดยการใช FT-IR การวเคราะหเสนใยถอเปนงานหนงในงานนตวทยาศาสตร โดยระบในการเกดอาชญากรรม ไมวาจะ เปน การลกขโมย,การทารายรางกาย ,ฆาตกรรม,การขมขนและ คดการชนแลวหน ในทกคดมกพบผาหรอเศษผาในทเกดเหต ไมวาจะเปนของเหยอหรอผตองสงสย เสนใยมสวนประกอบเรยกวา พอ ลเมอรเปนโมเลกลมสายยาวตอกน หนวยเราเรยกเปน มอนอเมอรซงเสนเร าสามารถแบงไดเปน 2 กลม 1. จากธรรมชาต เชน Nylon ขนสตวและไหมมาจากเสนใยโปรตน และ Cotton มาจาก Cellulose 2. เสนใยสงเคราะห เชน Polyester เปนตวอยางข องเสนใยสงเคราะห ความแตกตาง ระหวางโครงสรางเคมและดานกายภาพทตางกน ทาใหเทคนค IR เปนวธทนยมใชในหนวยงานของ FBI โดยดจาก spectrum ทดจากความเขมของพคและความถ ความยาวคลน เชอมโยงเฉพาะกลมอะตอมทมองคประกอบ แตกมบางชนดไมสามารถตรวจสอบไดดวยเทคนคเฉพาะ เชน acrylic หรอ cotton ตองใชเครองมอตรวจเพมเตม เพอแยกกลมเส นใยคลายกนออก ตองการจะตรวจสอบวา spectrum ทไดเหมอนกนหรอไม

บทท 3

วธดาเนนงานวจย การศกษาวจยครงนเปนการศกษาเชงทดลองเพอศกษาคณลกษณะทางเคมของเสนใย ผาธรรมชาตกบเสนใยผาสงเคราะหดวยเทคนค Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR)โดยมรายละเอยดและวธดาเนนการดงน 3.1 ตวอยางผาทใชในการทดลอง 3.2 เครองมอทใชในงานวจย 3.3 วธการทดลอง 3.4 วธการวเคราะหขอมล 3.1 วสดอปกรณทใชในการทดลอง - ผาชนดตางๆจากเสนใยธรรมชาต ไดแก ใยนน ผาฝาย ผาสาล ผาปาน ผาลกไม และ ผาลนน - ผาเสนใยสงเคราะห ไดแก ผาชฟอง ผาไหมจน ผาเครปซาตน และผาโซลอน 3.2 เครองมอทใชในการทดลอง - เครอง FT-IR spectrometer (Fourier Transform Infrared Spectrometer) - (Attenuated Total Reflectance (ATR))

ภาพท 13. การเตรยมพรอมเครองกอนทดสอบโดยการตดตงหว ATR เขากบเครอง

24  

26  

ภาพท 14. การนาตวอยางผาวางทวงกลมกลางแพน 3.3 การเตรยมตวอยาง 3.3.1 เตรยมผา ขนาด 1x1 เซนตเมตร วางทวงกลมกลางทใสตวอยาง 3.3.2 สภาวะของเครอง -FTIR Cell : Diamond cell Scan : 64 ครง Scan range : 4000 ถง 550 cm-1

Resolution : 8 cm -1

Force gauge : 120

3.3.3 การวเคราะห 3.3.3.1 Run Background คอ อากาศเปลา เผอตรวจความพรอมใชงานของ

Diamond cell 3.3.3.2 ใสตวอยางลงในหลมกลางเซลล จะเหนวามวงกลมสดา เลกๆ อยตรงกลาง

ใหใสตวอยางบรเวณนน

26  

3.3.3.3 ดานบนเซลลจะมทหมนสาหรบกดใหตวอยางสมผสกบผวเซลล ใหใชแรงกดประมาณ 120 จากนนทา การแสกนตวอยางไดเลย

3.3.3.4 เมอแสกนเสรจแลว ใหคลายแรงกด ทาความสะอาดเซลลดวยแปรงขนนมแลวจงทาการวเคราะหตวอยาง ผาชนด ถดไป จนครบ 10 ชนด

3.3.3.5นาตวอยางผาทงหมดทาการวเคราะหดวยเทคนค FTIR 3.3.3.6 ทาการวเคราะหตาแหนงของ peak บน sprectrum ทไดจากผาทงหมด

28

บทท 4 ผลการวเคราะหขอมล

4.1 ผลการวเคราะหผาแตละชนดดวยเครอง IR

ไดมการวเคราะหตวอยางผาทง 10 ชนด โดยตดผาปนชนเลก ขนาด 1x1cm. มาวเคราะหดวยเครอง ATR-FTIR ตง สภาวะดงนคอ wavenumber range = 650-4000 cm-1 และ Resolution = 4 cm-1 ท 64 scan ทกตวอยาง ผาทใชวเคราะหแสดงผลการวเคราะหดง IR Spectrum ตอไปน (ภาพท 4.1-4.10)

ภาพท 16. Spectrum ของการวเคราะหผาไหมในชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

27

40

ภาพท 17. Spectrum ของการวเคราะหผาฝาย ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 18. Spectrum ของการวเคราะหผาใยนน ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 19. Spectrum ของการวเคราะหผาปาน ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 20. Spectrum ของการวเคราะหผาลนน ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 21. Spectrum ของการวเคราะหผาลกไม ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 22. Spectrum ของการวเคราะหผาเครปซาตน ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 23. Spectrum ของการวเคราะหผาโซลอน ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 24. Spectrum ของการวเคราะหผาชฟอง ชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

ภาพท 25. Spectrum ของการวเคราะหผาไหมจนชวงเลขคลน 4000-550 cm-1

40

เมอนา IR spectrumของผาแตละชนดทวเคราะหแบบ ATR ทเปรยบเทยบมาแยกกลมจะเหนความแตกตางดงภาพขางลาง

ภาพท 26. IR spectrum ของผาแตละชนดทวเคราะหแบบ ATR มาพลอตเปรยบเทยบกน

จาก IR spectrum ของแตละตวอยางผา ทวเคราะหแบบ ATR มาพลอตเปรยบเทยบกนจะเหนความแตกตางได 3 กลมดง ตอไป น 1) IR spectrum ของผาทามาจากใยธรรมชาต ไดแก ผาทมลกษณะสเปคตรม คอ ใยนน ผาฝาย สาล ผาปาน ผาลกไม และ ผาลนน ดงภาพท 4.12

1

2

3

4

5

6

ภาพท 27.IR spectrum ของผาใยธรรมชาตทวเคราะหแบบ ATR โดย 1.ใยนน 2. ผาฝาย 3. สาล 4. ผาปาน 5. ผาลกไมททามาจากผาฝาย และ 6. ผาลนน

40

2) IR spectrum ของผาใยสงเคราะห ไดแก ผ าทมลกษณะสเปคตรม คอ ผาซฟอง ผาไหมจน ผาเครปซาตน และ ผาโซลอน

1

2

3

4

ภาพท 28.IR spectrum ของผาใยสงเคราะหทวเคราะหแบบ ATR 1. ผาซฟอง 2. ผาไหมจน 3. ผาเครปซาตน และ 4. ผาโซลอน

3) IR spectrum ของผาใยธรรมชาตจากสตว คอ ผาไหม

ภาพท 29. IR spectrum ของผาจากผลตภณฑจากสตวคอผาไหม

40

จากการศกษา เสนใยผาแตละประเภท ปรากฏพคทม หมฟงกชนไดดงตารางท 4.1

ตารางท 1. สรปผลการวเคราะหตวอยางผา ชนดตางๆ ดวยเครองFT- IR

ชนดผา Identify Peak

ผาไหม N-H stretch, C-H stretch, C=O stretch, N-H bend, C-H bend, C-N stretch

ผาฝาย OH stretch, C-H stretch, C-O-C stretch

เสนใยสาล OH stretch, C-H stretch, C-O-C stretch

ผาลกไม OH stretch, C-H stretch, C-O-C stretch

ผาปาน OH stretch, C-H stretch, C-O-C stretch

ผาลนน OH stretch, C-H stretch, C-O-C stretch

ผาโซลอน C-H stretch, C=O stretch, C-O-C stretch, C-Cl stretch, Benzenes

ผาไหมจน C-H stretch, C=O stretch, C-O-C stretch, C-Cl stretch, Benzenes

ผาชฟอง C-H stretch, C=O stretch, C-O-C stretch, C-Cl stretch, Benzenes

ผาเครปซาตน C-H stretch, C=O stretch, C-O-C stretch, C-Cl stretch, Benzenes

บทท5 สรปและวจารณผลการทดลอง

5.1 สรปและวจารณผลการทดลอง จากผลการวเคราะหพบวา ผาทผลตจากเสนใยธรรมชาตทไดจากพช ซงไดแ ก ผาฝาย ผาลกไม ผาปาน ผาลนน เสนใยนน เสนใยสาลมองคประกอบของผาเปนเซลลโลส และปรากฏพคทระบไดวามหมฟงกชน OH stretch เลขคลน 3400-3650 cm-1 ,C-H stretch เลขคลน 2850-

2960 cm-1 , C-O-C stretch และมเลขคลน 1000-1300 cm-1 ซงเปนหมฟงกชนทเปน องคประกอบของเซลลโลสซงมโครงสราง ดงน

ภาพท 30. หมฟงกชนทเปนองคประก อบของเซลลโลส

สวนผาทผลตจากเสนใยธรรมชาตทไดจากสตว ไดแก ผาไหม ปรากฏพคของหม เอ

มน N-H stretch เลขคลน 3300-3500 cm-1 , C-H stretch เลขคลน 2850-2960 cm-1 ,

C=O stretch เลขคลน 1670-1780 cm-1 N-H bending เลขคลน 1650-1510 cm-1 , C-H

bend เลขคลน 1450-1375 cm-1 , C-N stretchเลขคลน 1030-1230 cm-1 ซงเปนหมฟงกชน ของกรดอะมโนทเปนองคประกอบหลกของ Fibroin ทอยในเสนใยไหม ซงมโครงสราง ดงภาพท 5.2

ภาพท 31. หมฟงกชนของกรดอะมโน 40

41

สวนผาใ ยสงเคราะห ไดแก ผาชฟอง ผาโซลอน ผาเครปซาตน ผาไหมจน ปรากฏพคของหม C-H stretch เลขคลน 2850-2960 cm-1 , C=O stretch เลขคลน 1670-1780 cm-1,

C-O-C stretch เลขคลน 1000-1300 cm-1, C-CI stretch เลขคลน 600-800 cm-1, Benzenes เลขคลน 1660-2000 cm-1และ1450-1600 cm-1 ซงเปนหมฟงกชนทเปนองคประกอบของ polyethylene terephthalate ซงเปนพอลเมอรทอยภายในเสนใยชนดโพลเอสเตอร ทาใหทราบวา ตวอยางผาใยสงเคราะหทนามาวเคราะหมสวนประกอบของเสนใยเปนเสนใยโพลเอสเตอร ซงมโครงสรางดงน

Polyethylene terephthalate

ภาพท 32. สวนประกอบของเสนใยเปนเสนใยโพลเอสเตอร

จากการวจยในครงนขอจากดในการวจย พบวา วธ FT-IR อยางเดยวสามารถแยกได เฉพาะประเภทของผาแตละชนด และบอกหมฟงกชนของผาทศกษา แตไม สามารถบอกวาเปนผาชนดใด

จากขอมลการศกษา พบวา ถาพบหลกฐานในทเกดเหต เปนผาทมโครงสราง คลายกบทศกษา และมความเปนไปไดทจะใชในงานสบสวน ถาพบผาผตองสงสยและไมพบผตองสงสยในทเกดเหต เนองจากเทคนค FTIR มความงาย สะดวก รวดเร ว ใชตวอยางในการตรวจนอย ไมทาลาย ตวอยาง จงสามารถนามาใชในงานพสจนหลกฐานทางนตวทยาศาสตรได 5.2 ขอเสนอแนะในการศกษา

ผลการศกษาขนตน เปนการศกษาตวอยางผาทยงไมไดใชงาน โครงสรางของเสนใย แบบดงเดม จงอาจทาให ตวอยางไมชดเจนตามสภาพ ในอนาคตควรมการใชกลมตวอยางทผานการ ใชงานหรอมสารปนเปอนตดมากบเนอผา เชน ผาทเปอนคราบเลอด หรอสารเคม

42

รายการอางอง

แมน อมรสทธและคณะ. (2554). หลกการและเทคนคการวเคราะหเชงเครองมอ พมพครงท 2.

กรงเทพฯ : ชวนพมพ.

ธรยทธ วไลวลย และ วรวรรณ พนธมนาวน.(2548) .IR. ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณ

อรรถพล แชมสวรรณวงคและคณะ . (2546).นตวทยาศาสตร 2 เพอการสบสวนสอบสวน . พมพครง

ท 4. กรงเทพมหานคร:บรษท ท ซ จ พรนตง จากด .

BRAUN, R.D. (1987). Introduction to Instrument Analysis. New York: McGraw-Hill Book

Co., Ltd

Chung, C., Lee, M. and Choe, E.K. (2004). “Cheracterization of cotton fabric scouring by FTIR-

ATR spectroscopy” Carbohydrate Polymers.58: 417-420.

Hill, D.J. et al. (1993). An introduction to textieles. Eurotex 4: 86-120.

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. (2556). Natural cellulose fiber. เขาถงเมอ 5 มนาคม. เขาถงไดจาก

htpp://www.pirun.ku.ac.th/-b5110232.

ชาตร. (2556). การแบงประเภทเสนใย. เขาถงเมอ 5 มนาคม. เขาถงไดจาก http://chartree/image

_files/ chapter5_2.html.

American Fiber Manufacturers Association. (2556). Polyester Fiber (Polyethylenephthalate).

เขาถงเมอ 5 มนาคม. เขาถงไดจาก http://fibersource.com/f-tutor/polyester-form.htm.

43  

ประวตผวจย

ชอ-สกล นาวาตร จารวรรณ อมพฤกษ ทอย 504 ร.พ.สมเดจพระปนเกลา ถ .สมเดจพระเจาตากสน

แขวงบคคโล เขตธนบร กทม. ประวตการศกษา

พ.ศ. 2545 สาเรจการศกษา ปรญญาพยาบาลศาสตรบณฑต สาขาวชาพยาบาลศาสตร มหาวทยาลยมหดล พ.ศ. 2552 สาเรจการศกษา ประกาศนยบตร หลกสตรการพยาบาล

ผปวยวกฤต คณะแพทยศาสตร ร.พ.ศรราช พ.ศ. 2552 เขาเรยนหลกสตร ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขานตวทยาศาสตร คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร

ประวตการทางาน พ.ศ. 2545-ปจจบน ปฏบตงานแผนกหองบาบดพเศษศลยกรรม