รายละเอียด

ดยทั่วไปแล้วแผ่นเกราะกันกระสุนเป็นส่วนหนึ่งของเสื้อเกราะที่มีหน้าที่ในการดูดซับพลังงานที่เกิดจากเเรงกระแทกเพื่อลดความเร็วของกระสุน ซึ่งผลิตมาจากวัสดุที่ทำด้วยเหล็ก โลหะ เซรามิก และใยสังเคราะห์ ถึงแม้ว่าวัสดุเหล่านี้มีความแข็งแรงทนทาน แต่อย่างไรก็ตามวัสดุเหล่านี้มีต้นทุนในการผลิตที่สูง จากการศึกษาพบว่าเส้นใยกัญชงเป็นเส้นใยธรรมชาติที่มีความแข็งแรง และเหนียว เหมาะแก่การนำมาผลิตแผ่นเกราะกันกระสุนทดแทนการใช้เส้นใยสังเคราะห์ นำมาซึ่งการทดลองศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนาแผ่นเกราะกันกระสุนจากวัสดุประกอบเรซิ่นเสริมแรงด้วยเส้นใยกัญชง โดยขั้นตอนการทดลองนี้ได้นำเส้นใยกัญชงมาปั่นเป็นด้าย ซึ่งก่อนนำเส้นใยไปทอจะต้องผ่านกระบวนการเตรียมเส้นใย (Fiber Pretreatment) ด้วยวิธีการใช้สารเคมี ได้แก่ Ethylenediaminetetraacetic Acid (EDTA) เพื่อกำจัดส่วนประกอบที่ไม่ใช่เซลลูโลส (Non-Cellulose Component) ออกจากเส้นใย เนื่องจากส่วนประกอบเหล่านั้นทำให้ความแข็งแรงของเส้นใยลดลง ซึ่งจากการนำเส้นใยที่ผ่านกระบวนการเตรียมเส้นใยด้วยสารเคมีแล้วไปทดสอบค่าความแข็งแรงดึงพบว่า เส้นใยที่ผ่านการหมักด้วยสารเคมี EDTA มีค่าความแข็งแรงดึงที่สูงกว่าเส้นใยดิบที่ไม่ได้ผ่านการหมักด้วยความเร็วในการดึงที่เท่ากัน เมื่อเตรียมเส้นใยที่มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นแล้วจะนำไปผ่านกระบวนการทอในรูปแบบต่างๆ จากนั้นนำมาผสมกับเรซิ่นโดยผสมกันระหว่างอีพ็อกซีเรซิ่น (Epoxy Resins, Part A) กับสารเพิ่มความแข็งแรง (Hardener, Part B) ในอัตราส่วน 100 ต่อ 35 ผ่านวิธีการแวคคัมอินฟิวชั่น (Vacuum Infusion) ปล่อยให้ส่วนผสมไหลผ่านเส้นใยและชั้นต่างๆ ในกระบวนการแวคคัมอินฟิวชั่นจนเต็มแผ่นและทิ้งไว้เพื่อให้เรซิ่นกระจายตัวและแทรกซึมเข้าไปในเส้นใยอย่างทั่วถึงและเท่ากัน หลังจากขึ้นรูปเป็นแผ่นเกราะกันกระสุนจากวัสดุประกอบเรซิ่นเสริมแรงด้วยเส้นใยกัญชงแล้วจึงนำไปทดสอบคุณสมบัติเชิงกล (Mechanical Properties) ต่างๆ ได้แก่วิธีการทดสอบความแข็งแรงดึง (Tensile Strength) และวิธีการทดสอบแรงกระแทก (Impact Test)

วัตถุประสงค์

เนื่องจากเหตุการณ์ความรุนแรงที่ผ่านมานานในสามจังหวัดชายแดนภาคใต้และความขัดแย้งภายในประเทศมีการชุมนุมประท้วง ทำให้เกิดเหตุการณ์ไม่สงบทำให้ทหารและตำรวจออกมารักษาความสงบยุติการเกิดความรุนแรง ซึ่งเจ้าหน้าที่บางคนได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิตจากอุปกรณ์ป้องกันตัวที่ไม่มีคุณภาพ ดังนั้นจึงจำเป็นในการใช้เสื้อเกราะกันกระสุน หากเกิดการจู่โจมที่รุนแรง
ในอดีตมนุษย์นำวัสดุหลากหลายมาทำเป็นเสื้อเกราะเพื่อใช้ป้องกันตัวเองจากอันตรายเมื่ออยู่ในสภาวะสงครามหรือสถานการณ์ที่เสี่ยง ในยุคเริ่มแรก ชุดเกราะและโล่ถูกทำขึ้นจากหนังสัตว์ จากนั้นพัฒนาเป็นเกราะไม้และเกราะโลหะ ต่อมาสมัยสงครามครั้งที่ 2 ได้พัฒนาเสื้อเกราะรู้จักกันในชื่อ “แฟลค แจ๊กเกต” (Flak Jacket) ผลิตขึ้นจากไนลอนสามารถกันสะเก็ดระเบิด แต่มีขนาดใหญ่และใช้ได้แต่วงการทหาร จนกระทั่งปีค.ศ. 1966 ดูปองท์ได้ค้นพบเส้นใยสังเคราะห์ เรียกว่า “เส้นใยเคฟลาร์” ซึ่งมีความอ่อนนุ่มและเหนียวช่วยการกระจายแรงปะทะได้ดี โดยทั่วไปเสื้อเกราะกันกระสุนจะประกอบด้วย 3 ส่วนหลักได้แก่ เสื้อนอก (Outside Shell Carrier) ส่วนยึดรั้ง (Fastening System) และ แผ่นรับแรงกระแทก หรือ แผ่นเกราะกันกระสุน (Bulletproof Vest Plate) 
โดยแผ่นเกราะกระสุนเป็นส่วนที่ถูกใส่ไว้ภายในเสื้อเกราะกระสุน เพื่อช่วยดูดซับแรงกระแทก ลด หรือหยุดยั้งการเจาะจากลูกกระสุนปืน มีลักษณะเป็นเส้นใย ส่วนมากทอจากใยสังเคราะห์ เช่น เส้นใยเคฟลาร์ เส้นใยอะรามิด เมื่อถูกแรงกระแทกจะเกิดการยึดติดตัวช่วยดูดซับพลังงาน เพื่อลดความเร็วของกระสุนที่ผ่านเข้ามา แผ่นเกราะกันกระสุนควรมีคุณสมบัติเป็นไปตามมาตรฐาน NIJ Level โดยถูกกำหนดจากสถาบันความเที่ยงธรรมแห่งชาติ (National Institute of Justice, NIJ) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับวิธีการทดสอบ เกณฑ์การทดสอบ รวมถึงระดับความสามารถในการป้องกันกระสุนของเสื้อเกราะ โดยจะบอกถึงความสามารถในการหยุดยั้งการทะลุหรือการทำลายที่เกิดจากหัวกระสุนในระดับต่างๆ
ปัจจุบันนี้มีการพัฒนาแผ่นเกราะกันกระสุนจากเส้นใยสังเคราะห์มาเป็นเส้นใยจากธรรมชาติ เพราะถึงแม้เส้นใยสังเคราะห์จะมีความแข็งแรงทนทาน อีกทั้งยังมีต้นทุนในการผลิตที่ค่อนข้างสูง เส้นใยจากธรรมชาติจึงเป็นอีกตัวเลือกที่น่าสนใจในการพัฒนาแผ่นเกราะกันกระสุน เนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำกว่า เพราะสามารถหาได้ตามธรรมชาติ รวมถึงสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับพืชผลทางการเกษตร ซึ่งจากการศึกษาพบว่าเส้นใยกัญชงเป็นเส้นใยธรรมชาติที่มีความแข็งแรงสูง และเหนียว โดยการปลูกกัญชงนั้นสามารถใช้ประโยชน์ได้จากทุกส่วนแต่สำหรับการนำเส้นใยมาใช้ในการผลิตแผ่นเกราะกระสุนจะนำส่วนของลำต้น (Bast Fiber) มาใช้ ส่วนใหญ่มักจะเพาะปลูกทางจังหวัดตอนบนของประเทศไทย เช่น เชียงใหม่ เชียงราย และตาก เป็นต้น

ผู้จัดทำ

กุลนันทน์ เกียรติกิตติพงษ์

Kunlanan Kiatkittipong

#อาจารย์

สมาชิก

ธณัท วัตรจิตติ

THANUT WATJITTI

#นักศึกษา

สมาชิก

ธนพร ทองสีนุช

THANAPHON THONGSINUT

#นักศึกษา

สมาชิก

นิศารัตน์ เกิดมณี

NISARAT KERTMANEE

#นักศึกษา

สมาชิก

วิภู ศรีสืบสาย

Wipoo Sriseubsai

#อาจารย์

สมาชิก

โหวตนวัตกรรมนี้