การใช้ขมิ้นและไคโตซานเป็นสารตกแต่งในสิ่งทอเพื่อต้านจุลินทรีย์และป้องกันรังสียูวี

June 22, 2016February 23, 2017 rdiwan 5565 Views การตกแต่งสำเร็จ, ขมิ้น, ผศ.ดร.จันทร์ทิพย์ เศรษฐยานนท์ (ซื่อสัตย์), ผ้าฝ้าย, ผ้าพอลิเอสเตอร์, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, สิ่งทอ, เคอคูมิน, ไคโตซาน

อุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นอุตสาหกรรมที่ใช้สารเคมีในปริมาณมาก ซึ่งส่งผลต่อความปลอดภัยของผู้บริโภคและกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การพัฒนาผลิตภัณฑ์สิ่งทอเพื่อตอบโจทย์กระแสตลาดสิ่งทอในปัจจุบันจึงให้ความใส่ใจผลิตภัณฑ์ที่มีความปลอดภัย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ในอุตสาหกรรมผลิตสิ่งทอ กระบวนการที่ทำเพื่อเสริมสมบัติในด้านต่างๆให้กับวัสดุสิ่งทอ ทั้งการทำให้เกิดสมบัติใหม่ หรือเพิ่มสมบัติที่ยังขาดให้กับวัสดุสิ่งทอ หรือไปเสริมสมบัติเดิมให้ดีขึ้น เรียกว่ากระบวนการตกแต่งสำหรับสิ่งทอ ส่วนใหญ่มักเป็นการตกแต่งด้วยสารเคมี เนื่องจากสารตกแต่งสำเร็จที่ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเกือบทั้งหมดเป็นสารสังเคราะห์ ซึ่งสารที่เหลือหลังกระบวนการมักจะย่อยสลายในธรรมชาติได้ยาก ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ปัจจุบันมีสารที่มาจากธรรมชาติที่มีสมบัติย่อยสลายได้เข้ามาเป็นตัวเลือกแต่ยังมีไม่มากนัก ตัวอย่างเช่น การตกแต่งสำเร็จด้วยเอนไซม์ เป็นต้น

ลักษณะของขมิ้นและโครงสร้างทางเคมีของสีจากขมิ้น (Curcumin) และ โครงสร้างของไคโตซาน

ด้วยเหตุนี้ผศ.ดร.จันทร์ทิพย์ เศรษฐยานนท์ (ซื่อสัตย์) และผศ.ดร.พรทิพย์ แซ่เบ๊ อาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาการสิ่งทอ คณะอุตสาหกรรมเกษตร ร่วมกับ ดร.พจนารถ สุวรรณรุจิ จากภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จึงได้ร่วมกันทำการศึกษาหาแนวทางการพัฒนาสารตกแต่งสำเร็จที่มาจากธรรมชาติ เพื่อนำมาใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์สิ่งทอรักษ์สิ่งแวดล้อม โดยนำขมิ้นและไคโตซานมาใช้เป็นสารตกแต่งบนผ้าฝ้ายและผ้าพอลิเอสเตอร์ เพื่อสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์สิ่งทอที่มีสมบัติพิเศษด้านการป้องกันรังสีอัลตราไวโอเล็ตและจุลินทรีย์

(1)ชุดสกัด Soxhlet (2)สารละลายสีจากขมิ้นที่สกัดได้ (3)การกระจายของสีจากขมิ้นในชั้นออกทานอลและน้ำ

จากการศึกษาสีที่สกัดได้จากขมิ้นพบว่า สีจากขมิ้นมีสมบัติไม่ชอบน้ำ ละลายน้ำได้น้อย เมื่อนำสีที่สกัดได้จากขมิ้นมาย้อมบนผ้าฝ้ายและผ้าพอลิเอสเตอร์ที่ความเข้มข้นต่างๆ กัน พบว่าสีจากขมิ้นย้อมติดผ้าพอลิเอสเตอร์ได้ดีกว่าผ้าฝ้ายมาก โดยให้ความเข้มสีสูงกว่าบนผ้าฝ้ายมากกว่า 1 เท่าตัว และดูดซึมเข้าสู่เส้นใยพอลิเอสเตอร์ได้มากกว่าเส้นใยฝ้ายเมื่อปริมาณสีเท่ากัน นอกจากนั้น สีจากขมิ้นมีเฉดสีที่แตกต่างกันเมื่อย้อมบนผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ เฉดสีของสีจากขมิ้นเมื่อย้อมบนผ้าฝ้ายมีสีเหลืองส้ม ในขณะที่เฉดสีบนผ้าพอลิเอสเตอร์มีสีเหลืองกว่าและสว่างกว่า

เมื่อนำผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์มาตกแต่งด้วยไคโตซานที่ความเข้มข้นต่างๆ กัน พบว่าไคโตซานทำให้สมบัติทางกายภาพของผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์เปลี่ยนแปลงไป คือทำให้ผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์มีความเหลืองและความแข็งเพิ่มขึ้น ทั้งนี้ ผลของการตกแต่งด้วยไคโตซานให้ผลต่อสมบัติการป้องกันรังสี UV บนผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ที่แตกต่างกัน การตกแต่งผ้าฝ้ายด้วยไคโตซานทำให้ผ้ามีสมบัติการป้องกันรังสี UV ได้ต่ำลงตามความเข้มข้นของไคโตซานที่ใช้ ในขณะที่ผ้าพอลิเอสเตอร์มีสมบัติป้องกันรังสี UV ได้ดีขึ้นเมื่อตกแต่งด้วยไคโตซานและระดับการป้องกันมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของไคโตซานอีกด้วย ซึ่งสังเกตได้จากค่า UPF ของผ้าที่ตกแต่งเทียบกับผ้าเริ่มต้น

สำหรับผลของการตกแต่งไคโตซานบนผ้าฝ้ายที่ย้อมสีจากขมิ้น พบว่าไคโตซานทำให้เฉดสีของขมิ้นบนผ้าฝ้ายเปลี่ยนแปลงไป โดยทำให้เฉดสีเหลืองจากขมิ้นหม่นลง ไม่สดใสและโทนสีเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมเล็กน้อย การตกแต่งผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ด้วยไคโตซานไม่มีผลต่อความคงทนต่อแสงของสีขมิ้น

จากการทดสอบสมบัติการป้องกันรังสี UV พบว่า เมื่อนำผ้าพอลิเอสเตอร์มาย้อมด้วยสีขมิ้น จะทำให้ระดับการป้องกันรังสี UV มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมาก (จากค่า UPF) เมื่อเทียบกับผลของการตกแต่งด้วยไคโตซานเพียงอย่างเดียว

ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่า สีจากขมิ้นช่วยเพิ่มสมบัติการป้องกันรังสี UV ให้กับผ้าพอลิเอสเตอร์ได้ดีมาก และมีประสิทธิภาพดีกว่าการตกแต่งด้วยไคโตซาน สำหรับผ้าฝ้าย สีจากขมิ้นจะช่วยเพิ่มความสามารถในการป้องกันรังสี UV ให้กับผ้าฝ้าย เมื่อเทียบกับผ้าที่ไม่ผ่านการย้อม แต่เมื่อนำผ้าที่ย้อมสีไปตกแต่งด้วยไคโตซาน ผลปรากฏว่าค่า UPF มีค่าต่ำลงตามความเข้มข้นของไคโตซาน

จากผลการทดสอบการต้านเชื้อแบคทีเรียชนิด Staphylococcus Aureus ของผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ที่ย้อมสีขมิ้นและตกแต่งด้วยไคโตซานที่ความเข้มข้นต่างๆ กัน เปรียบเทียบกับผ้าเริ่มต้น พบว่าการย้อมผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ด้วยสีจากขมิ้น ช่วยให้ผ้ามีสมบัติต้านแบคทีเรียได้ดีขึ้น เนื่องจากขมิ้นมีสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย ส่วนการตกแต่งด้วยไคโตซานก็ช่วยให้ผ้าต้านเชื้อแบคทีเรียด้วยเช่นกัน และระดับการต้านเชื้อแบคทีเรียมีค่าเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของไคโตซานที่ใช้ แต่ระดับการต้านแบคทีเรียจากการตกแต่งด้วยไคโตซานทมีระดับต่ำกว่าที่ได้จากการย้อมสีขมิ้น สำหรับการทดสอบผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ที่ผ่านการย้อมสีขมิ้น 3%owf และตกแต่งด้วยไคโตซาน 1% สามารถต้านแบคทีเรียชนิด Staphylococcus Aureus ได้สูงกว่า 95%

ผลการทดสอบการต้านเชื้อราชนิด Aspergillus niger ของผ้าที่ย้อมสีจากขมิ้นและตกแต่งด้วยไคโตซานที่ความเข้มข้นต่างๆ กัน พบว่าไคโตซานและสีจากขมิ้นไม่ได้ช่วยเพิ่มสมบัติการต้านเชื้อราทั้งบนผ้าฝ้ายและพอลิเอสเตอร์ เนื่องจากระดับการเจริญของเชื้อราบนผ้าทั้งสองที่ผ่านการตกแต่งด้วยไคโตซานและย้อมสีจากขมิ้นไม่แตกต่างจากผ้าเริ่มต้น การเจริญของเชื้อราอยู่ระดับ 5 ซึ่งหมายถึงเชื้อราสามารถเจริญบนผ้าได้มากกว่าร้อยละ 60 %

การเพิ่มสมบัติพิเศษให้กับสิ่งทอด้วยสารตกแต่งจากขมิ้นและไคโตซาน เพื่อต้านจุลินทรีย์และป้องกันรังสี UV เป็นการสร้างผลิตภัณฑ์สิ่งทอที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปลอดจากการใช้สารเคมีจึงให้ความมั่นใจด้านความปลอดภัยสำหรับผู้บริโภค และยังเป็นการส่งเสริมและเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์ที่มีศักยภาพในการพัฒนาต่อยอดาในเชิงพาณิชย์ต่อไป