THE DEVELOPMENT OF DENDROCALAMUS ASPER BLENDED FIBER FOR ECO-FRIENDLY TEXTILE PRODUCT DESIGN

This research confirms the potential of bamboo fiber as a sustainable raw material for the textile industry, demonstrating exceptional properties that meet both functional requirements and environmental friendliness. The study focuses on integrating sustainability concepts with material innovation, encompassing fiber property analysis, production process development, and product design. The research objectives were to: 1) develop the properties of bamboo fiber for production; 2) study factors in designing environmentally friendly textile products from bamboo fiber; and 3) forecast future prospects for environmentally friendly textile product design using bamboo fiber. The findings revealed that 60-day-old bamboo possessed optimal properties for fiber separation, with an average fiber size of 5.32 μm, smaller than other natural fibers, resulting in superior moisture absorption and ventilation properties. When blended with recycled polyester fiber in a 30:70 ratio, the yarn exhibited strength and unique tactile characteristics. Although the antibacterial properties against Staphylococcus aureus were low, the fibers demonstrated excellent whiteness and softness. Factor analysis identified four key components in product design: Local Materials, Green Products, Healthy, and Sustainability. Consumer satisfaction evaluation of the prototype products showed high levels of acceptance, with the model explaining 84.7% of consumer satisfaction. The developed production process reduced chemical usage and hazardous waste. Furthermore, utilizing fast-growing bamboo minimized long-term environmental impact, contributing to sustainable development in Thailand's rural communities across economic, environmental, and occupational stability dimensions. The research demonstrates that developing bamboo fiber blended with recycled polyester creates sustainable products that meet consumer demands for health consciousness, local material utilization, and green product promotion. Commercial implementation of these products can enhance economic value and promote environmentally friendly product development in the future.

โลกในยุคศตวรรษที่ 21 มีการเจริญเติบโตในด้านอุตสาหกรรมถึงขีดสุดแต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาที่ตามมาในแง่ของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมในทุกมิติทำให้ผู้นำโลกต่าง ๆ (Springer Science +business Media & Springer, 2020) ดังจะเห็นในปี ค.ศ. 2015 มีการประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สมัยที่ 25 (COP25) ณ กรุงปารีส นานาชาติรวม 197 ประเทศได้ตกลงที่จะร่วมมือกันรักษาอุณหภูมิโลกไม่ให้สูงขึ้นเกิน 2 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม โดยตั้งเป้าไว้ที่ 1.5 องศาเซลเซียส ทำให้เกิดข้อตกลงปารีส (Paris Agreement) ขึ้น(ชยนนท์ รักกาญจนันท์, 2564) และในปี ค.ศ. 2021 เป็นการประชุมในสมัยที่ 26 (COP26) ที่เมืองกลาสโกว์ ประเทศสกอตแลนด์ โดยมีการบรรลุข้อตกลงเพื่อควบคุมปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และการผลักดันให้ลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (โลกร้อน: การประชุม COP26 ในกลาสโกว์ตกลงอะไรกันได้บ้าง - BBC News ไทย, 2564) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการของอุตสาหกรรมได้เดินทางมาถึงจุดเปลี่ยนที่มนุษย์โลกทุกภาคส่วนจะต้องตระหนักถึงผลกระทบที่ร้ายแรงต่อมวลมนุษยชาติ ภูมิอากาศและสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงก่อให้เกิดภัยพิบัติต่าง ๆ มากมาย (Arora & Mishra, 2021) อาทิเช่น อากาศร้อนจัด - หนาวจัด ทำให้เกิดอุทกภัยร้ายแรง ดินโคลนถล่ม และทำให้อากาศที่เปลี่ยนแปลงก่อให้โรคระบาดจากเชื้อไวรัสโคโรน่า 2019 (COVID-19) ซึ่งแพร่กระจายได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ผู้คนล้มตายนับล้านคน และก่อให้เกิดสภาวะเศรษฐกิจโลกตกต่ำ นอกจากนี้ภัยสงครามระหว่างรัสเซียและยูเครนก็ยังชี้ให้เห็นว่ามนุษย์พึ่งพาแหล่งพลังงานและสารตั้งต้นจากปิโตรเคมีเพื่อขับเคลื่อนภาคอุตสาหกรรมมากเกินไป ทำให้เกิดการผันผวนของราคาพลังงานและปิโตรเคมีจนยากต่อการควบคุม หลายปีที่ผ่านมามนุษย์ได้ตระหนักถึงพิษภัยที่เกิดจากการใช้ทรัพยากรอย่างไม่รู้คุณค่าและการพัฒนาที่ไม่คำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมว่าทำให้เกิดผลกระทบในอนาคตอย่างมากมายจึงเริ่มให้ความสำคัญกับทิศทางการพัฒนาอย่างยั่งยืน (Nundy et al., 2021) จนทำให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตที่สะอาด การป้องกันมลพิษ (Pollution Prevention) ที่ใช้หลักการลดของเสียเหลือน้อยที่สุด (Waste Minimization) สำหรับวิธีการแยกสารมลพิษที่เกิดจากกระบวนการผลิตทุกขั้นตอน ซึ่งประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตหรือการเปลี่ยนวัตถุดิบที่ทำให้เกิดผลพลอยได้ที่ไม่เป็นอันตราย รวมทั้งการลดปริมาณและความเข้มข้นขององค์ประกอบในของเสียด้วยการนำไปใช้ซ้ำ (Reuse) หรือการนำกลับไปใช้ใหม่ (Recycle) จนไม่สามารถนำของเสียไปใช้ประโยชน์ได้แล้ว(สถาบันพัฒนาสิ่งทอ, n.d.) และล่าสุดความตื่นตัวในเรื่องของสิ่งแวดล้อมก่อให้เกิดโมเดลเศรษฐกิจใหม่ที่เรียกว่า BCG Model เป็นการพัฒนาเศรษฐกิจแบบองค์รวม ที่จะพัฒนาเศรษฐกิจ 3 มิติไปพร้อมกัน ได้แก่ เศรษฐกิจชีวภาพ (Bioeconomy) ระบบเศรษฐกิจชีวภาพ มุ่งเน้นการใช้ทรัพยากรชีวภาพเพื่อสร้างมูลค่าเพิ่ม โดยเน้นการพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง เชื่อมโยงกับ เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) คำนึงถึงการนำวัสดุต่าง ๆ กลับมาใช้ประโยชน์ให้มากที่สุด และทั้ง 2 เศรษฐกิจนี้ อยู่ภายใต้เศรษฐกิจสีเขียว (Green Economy) (D’Amato & Korhonen, 2021) ซึ่งเป็นการพัฒนาเศรษฐกิจที่ไม่ได้มุ่งเน้นเพียงการพัฒนาเศรษฐกิจเท่านั้น แต่ต้องพัฒนาควบคู่ไปกับการพัฒนาสังคมและการรักษาสิ่งแวดล้อมได้อย่างสมดุลให้เกิดความมั่นคงและยั่งยืนไปพร้อมกัน (ความเป็นมา – BCG Economy Model, 2563) ดังจะเห็นจากคณะรัฐมนตรีมีมติเห็นชอบให้ “โมเดลเศรษฐกิจ BCG เป็น วาระแห่งชาติ” ที่จะพาไทยไปสู่เป้าหมายของการเป็นประเทศที่มีรายได้สูงและเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDGs) BCG Model เป็นการรวบรวมห่วงโซ่มูลค่า (Value Chain) ของ 5 อุตสาหกรรม S-curves หลัก ได้แก่ อุตสาหกรรมการเกษตรและเทคโนโลยีชีวภาพ การแปรรูปอาหาร เชื้อเพลิงชีวภาพและเคมีชีวภาพ การแพทย์ครบวงจร และการท่องเที่ยว บูรณาการเข้าด้วยกัน เป็นฐานการสร้างมูลค่าเพิ่มขนาดใหญ่ของประเทศ ซึ่งปัจจุบันมีสัดส่วนใน GDP ถึงร้อยละ 21 และเกี่ยวข้องกับอาชีพและการจ้างงานของคนในประเทศมากกว่า 16.5 ล้านคน หัวใจสำคัญของ BCG Model คือ การพัฒนาแบบคู่ขนาน ทั้งในส่วนที่อาศัยความก้าวหน้าทางวิทยาการระดับสูงสำหรับผลิตสินค้าและบริการมูลค่าสูง และการพัฒนาที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ตลอดจนการเสริมความเข้มแข็งของทุนทางสังคมทั้งทรัพยากรธรรมชาติ ภูมิปัญญาและวัฒนธรรมตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง ที่จะขยายผลไปสู่เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDG Move, 2565) ไผ่จัดเป็นวัสดุชีวภาพที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจในหลากหลายมิติ (Rathour et al., 2022) เป็นพืชที่มีความสามารถกระจายพันธุ์ได้อย่างกว้างขวาง โตเร็ว สามารถหมุนเวียนและทดแทนต้นที่ถูกตัดได้เร็ว จึงถือเป็นทรัพยากรที่มีศักยภาพในการทดแทนสูงและยั่งยืน (Y. Liu & Hu, 2008) ซึ่งเข้ากับโมเดลเศรฐกิจ คือเป็นวัสดุชีวภาพ(Biomaterials) สามารถปลูกทดแทนหมุนเวียน(Circular) (วราพรรณ มะเรือง, 2564) หากนำเข้าสู่กระบวนการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (Green Production) ในประเทศไทยพบชนิดไผ่ที่หลากหลายสายพันธุ์มีทั้งที่พบอยู่ตามธรรมชาติและปลูกเพื่อเป็นพืชเศรษฐกิจในทั่วทุกภูมิภาค ปัจจุบัน พบไผ่ 13 สกุล 69 ชนิด ไผ่เป็นพืชที่มีความสำคัญต่อวิถีชีวิตในด้านอาหารการกิน เครื่องมือ เครื่องใช้ในครัวเรือน และเครื่องจักรสานหัตถกรรม นอกจากนี้ยังมีความสำคัญต่อเศรษฐกิจชุมชนท้องถิ่นมาอย่างยาวนาน (ถาวร บุญราศรี, 2557) ทั้งนี้หน่วยงานภาครัฐมุ่งเน้นและส่งเสริมให้มีการพัฒนาการใช้ประโยชน์ผลิตภัณฑ์สิ่งทอจากเส้นใยไผ่เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์นวัตกรรมที่ใช้ไผ่เป็นวัตถุดิบตั้งต้น และใช้เทคโนโลยีการผลิตเส้นใยไผ่ในรูปแบบเส้นใยธรรมชาติ (วราพรรณ มะเรือง, 2564) เนื่องจากเส้นใยไผ่เป็นเส้นใยที่มีความยาว มีความเป็นรูพรุนมาก ดูดซับความชื้นได้ดี และมีประสิทธิภาพในการป้องกันเชื้อแบคทีเรีย ป้องกันรังสียูวี (Chen et al., 2022) (Prakash, 2020) ผลิตภัณฑ์สิ่งทอที่มีเยื่อไผ่เป็นส่วนผสมมักเป็นใยไผ่ที่ผ่านการแปรรูปโดยกระบวนการที่ใช้สารเคมี ประเทศที่มีการผลิตสิ่งทอโดยใช้เส้นใยจากไผ่ในเชิงพาณิชย์แล้ว ได้แก่ ประเทศจีน ซึ่งเป็นการผลิตเส้นใยไผ่แบบกึ่งสังเคราะห์ด้วยการนำเยื่อจากไม้ไผ่มาทำละลายด้วยสารเคมีแล้วฉีดออกมาเป็นเส้นใยด้วยระบบอุตสาหกรรม (Shen et al., 2004) ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นของใยไผ่หากพัฒนากระบวนการผลิตที่สามารถลดการใช้สารเคมีลงได้จะทำให้เส้นใยไผ่จากธรรมชาติเป็นที่ต้องการของผู้บริโภคในแง่ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประโยชน์ใช้สอยที่มีความสัมพันธ์กับการออกแบบและวิถีชีวิตของชุมชน จากการศึกษาข้อมูลองค์ประกอบทางเคมีของเส้นใยไผ่ ประกอบด้วย เซลลูโลส(cellulose) เฮมิเซลลูโลส (hemicellulose) และลิกนิน (lignin) โดยเซลลูโลส (cellulose) เป็นส่วนของผนังเซลล์ (cell wall) มีลักษณะเป็นเส้นใยที่มีความละเอียดมีขนาดเล็ก ปริมาณของเซลลูโลส(cellulose) จะลดลงเมื่อไผ่มีอายุมากขึ้น ส่วนเฮมิเซลลูโลสและลิกนินมีลักษณะเป็นสารแทรกทำหน้าที่เพิ่มความแข็งแรงและทำให้เส้นใยยึดเกาะกันจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นเมื่อไผ่มีอายุมากขึ้น (Chen et al., 2022a) จากการศึกษาไผ่ที่มีอายุ 2-4 ปี พบว่า ขนาดและความยาวของเส้นใยไผ่จะแปรผันไปตามอายุ โดยไผ่ที่มีอายุน้อยจะมีขนาดเส้นใยเล็ก แต่เมื่ออายุมากขึ้นจะมีขนาดและความยาวของเส้นใยเพิ่มขึ้นโดยไผ่จะเจริญเติบโตเต็มที่เมื่ออายุครบ 3 ปี (NA Sadiku* & SO Bada, 2017) เส้นใยไผ่จากธรรมชาติเป็นเส้นใยหยาบและมีความแข็งกระด้าง การทำให้ได้เส้นใยไผ่ที่มีความละเอียดและอ่อนนุ่มจำเป็นต้องใช้กระบวนต้องผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนดังนี้ คือ แช่กรด และแช่ด่าง จากนั้นต้มด้วยโซดาไฟ โซเดียมไตรฟอสเฟต โซเดียมซัลไฟต์ และสารช่วยดูดซึม (L. Liu et al., 2011a) การแยกเส้นใยไผ่ที่มีอายุ 1-4 ปี ด้วยวิธีการที่แตกต่างกันพบว่าการต้มด้วยโซดาไฟความเข้มข้น 16 กรัมต่อลิตรและฟอกขาวด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และปรับสภาพเส้นใยด้วยสารทำให้นุ่มจึงจะได้เส้นใยที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมนำไปปั่นเป็นเส้นด้าย (Thompson, 2020) จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติการต้านแบคทีเรียของเส้นใยไผ่กึ่งสังเคราะห์ (Regenerate Bamboo) และเส้นใยไผ่ธรรมชาติ(natural bamboo) พบว่า เส้นใยไผ่กึ่งสังเคราะห์มีความสามารถในการต้านทานแบคทีเรียได้ต่ำกว่าเส้นใยไผ่จากธรรมชาติ ทั้งนี้เนื่องจากเส้นไผ่กึ่งสังเคราะห์ต้องใช้กระบวนการผลิตโดยใช้สารเคมีหลายขั้นตอน ทำให้สารที่ทำหน้าที่ยับยั้งแบคทีเรียในไผ่ถูกกำจัดออกจึงทำให้ความสามารถในการต้านแบคทีเรียลดลง (Prang Rocky & Thompson, 2021) จากข้อมูลและผลการศึกษาวิจัยที่ผ่านมา พบว่าไผ่มีขนาดของเส้นใยและปริมาณลิกนินเพิ่มขึ้นตามอายุ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไผ่ที่มีอายุมากจะมีเส้นใยที่หยาบและแข็งเนื่องจากลิกนินที่ยึดเกาะผนังเส้นใยไผ่ การแยกเส้นใยไผ่ที่ผ่านมาส่วนใหญ่ใช้ไผ่ที่มีอายุตั้งแต่ 1 ปีขึ้นไป อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับไผ่อ่อนที่มีอายุต่ำกว่า 1 ปี แม้ว่าจะเป็นไผ่ที่มีเนื้ออ่อน ปริมาณลิกนินต่ำ และง่ายต่อการเตรียมวัตถุดิบ เนื่องจากยังไม่มีการแตกแขนง นอกจากนี้ การใช้ประโยชน์จากไผ่ในแต่ละช่วงอายุยังสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับเกษตรกรได้ เช่น การขายหน่อไม้เพื่อเป็นอาหาร การใช้ไผ่ลำอ่อนเพื่อแยกเส้นใย และการนำไผ่ที่โตเต็มวัยไปใช้ในอุตสาหกรรมหัตถกรรม วัสดุก่อสร้าง โครงสร้าง และชีวมวล จากเหตุผลดังกล่าว งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการศึกษาไผ่ตง (Dendrocalamus asper) ซึ่งเป็นไผ่เศรษฐกิจที่มีการเพาะปลูกอย่างแพร่หลายในประเทศไทยและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ไผ่ตงมีคุณสมบัติที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาเส้นใยธรรมชาติ เช่น เส้นใยที่ยาวและเหนียว ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตสิ่งทอ (Liese & Köhl, 2015) นอกจากนี้ ไผ่ตงยังเป็นพืชที่เติบโตเร็ว สามารถปลูกได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ส่งผลให้เป็นวัตถุดิบที่มีศักยภาพในการพัฒนาเป็นเส้นใยสิ่งทอที่ยั่งยืน (Chen et al., 2022) โดยทั่วไป การแยกเส้นใยไผ่ที่มีประสิทธิภาพมักใช้กระบวนการทางเคมีที่ต้องใช้สารเคมีเข้มข้นและหลายขั้นตอน ซึ่งใช้ระยะเวลานานและอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Liese & Köhl, 2015) ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการพัฒนากระบวนการแยกเส้นใยไผ่ตงโดยศึกษาความสัมพันธ์ของอายุไผ่ระหว่าง 30–120 วัน ซึ่งเป็นไผ่ลำอ่อน และใช้สารละลายด่างที่มีความเข้มข้นต่ำเพื่อให้ได้เส้นใยที่อ่อนนุ่มและคงคุณสมบัติที่โดดเด่นของเส้นใยไว้ จากนั้นจะนำเส้นใยที่ได้ไปศึกษาสมบัติทางกายภาพและนำไปปั่นเป็นเส้นด้ายเพื่อแปรรูปเป็นผืนผ้าและวิเคราะห์ปัจจัยที่เหมาะสมสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ต่อไป ซึ่งกระบวนการนี้จะช่วยเพิ่มโอกาสทางเศรษฐกิจให้แก่เกษตรกร ส่งเสริมเศรษฐกิจฐานราก และสนับสนุนการพัฒนาเศรษฐกิจในรูปแบบ BCG (Bio-Circular-Green Economy) ซึ่งเป็นแนวทางสำคัญในการเพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมสิ่งทอและองค์ความรู้ทางวิชาการ