โครงการวิจัยย่อยที่ 4

การผลิตฉนวนความร้อนจากเส้นใยหญ้าแฝก
The Production of Thermal Insulation from Vetiver Grass Fibers


ปัญหา และความสำคัญของการวิจัย

สภาวะวิกฤตเศรษฐกิจทำให้ทุกฝ่ายต่างเล็งเห็นถึงความสำคัญในการสร้างความสามารถในการพึ่งพาตนเอง การพัฒนาเทคโนโลยีด้วยภูมิปัญญาของบุคลากร และทรัพยากรที่สามารถหาได้ภายในประเทศ นับเป็นสิ่งที่พึงประสงค์ต่อการพัฒนาประเทศชาติอย่างยั่งยืน เมื่อผนวกการพัฒนาประเทศกับความต้องการทางด้านเทคโนโลยีสะอาด (Clean Technology หรือ Green Technology) ทำให้การนำวัสดุธรรมชาติมาใช้ประโยชน์ได้รับความสนใจจากทุกฝ่ายที่คำนึงถึงผลดีที่มีต่อการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม และผลประโยชน์ทางเศรษฐศาสตร์
ฉนวนความร้อนเป็นวัสดุที่ใช้ในอาคาร บ้านพักอาศัย และ โรงงาน ฉนวนความร้อนที่เป็นที่แพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ ฉนวนใยแก้ว และ แผ่นโฟม เป็นต้น วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตฉนวนเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฉนวนใยแก้ว เป็นวัสดุนำเข้าจากต่างประเทศ จากหลักฐานการนำเข้าเส้นใยแก้ว (Glass fibers) ในปี พ.ศ. 2542 และ 2543 ซึ่งรายงานโดยกรมเศรษฐกิจการพาณิชย์ แสดงยอดการนำเข้าจากต่างประเทศสูงถึง 62,028,488 บาท และ 45,149,891 บาท ตามลำดับ ซึ่งเป็นตัวเลขค่อนข้างสูง และเป็นปัญหาในด้านดุลย์การค้า นอกจากนี้ ฉนวนความร้อนเหล่านี้ ผลิตจากวัสดุสังเคราะห์ ซึ่งมักประสบปัญหา และคำถามเกี่ยวกับความปลอดภัยต่อสุขภาพเมื่อนำมาใช้งาน

จากปัญหาดังกล่าวข้างต้น การพัฒนาฉนวนความร้อนที่อาศัยเส้นใยจากพืชที่หาได้จากธรรมชาติ ด้วยความรู้ ความสามารถ และ เทคโนโลยีของคนไทย ย่อมส่งผลดีนานาประการในการลดปัญหาดุลย์การค้า และปัญหาด้านสุขภาพ หญ้าแฝกจัดเป็นฉนวนความร้อนที่ดี จากการทดสอบค่าการนำความร้อนของหญ้าแฝกแห้งที่นำมาอัดจนมีความหนาแน่นประมาณ 80 กิโลกรัม ต่อ ลูกบาศก์เมตร ตามวิธีมาตรฐาน ASTM C177 พบว่ามีค่าอยู่ระหว่าง 0.045 - 0.05 ในขณะที่ ฉนวนใยแก้ว (Fiberglass) มีค่าการนำความร้อน ประมาณ 0.03 - 0.04 ขึ้นอยู่กับชนิด และความหนาแน่น จากการเปรียบเทียบค่าการนำความร้อนระหว่าง หญ้าแฝก และ ฉนวนใยแก้ว จะเห็นได้ว่า มีความเป็นไปได้อย่างยิ่งที่จะนำหญ้าแฝกมาผลิตเป็นฉนวนความร้อนที่ดีได้

การพัฒนาโครงการนี้สามารถนำไปสู่การผลิตฉนวนความร้อนจากเส้นใยหญ้าแฝกในเชิงพาณิชย์ ซึ่งจะก่อให้เกิดผลดีอีกประการหนึ่งที่จะได้รับจากโครงการวิจัยนี้ได้แก่ การส่งเสริมการเพาะปลูกหญ้าแฝกให้เป็นพืชเศรษฐกิจ ทั้งนี้เนื่องจาก หญ้าแฝกสามารถเจริญเติบโตได้ในดินแทบทุกชนิด โดยการแตกกออย่างรวดเร็ว ประกอบด้วยปริมาณเส้นใยเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสที่สูงกว่าร้อยละ 70 โดยน้ำหนัก ดังนั้นปัญหาด้านวัตถุดิบเพื่อการผลิตเชิงพาณิชย์จึงหมดไป นอกจากนี้ การส่งเสริมการเพาะปลูกหญ้าแฝกให้เป็นพืชเศรษฐกิจ จะช่วยลดปัญหาด้านสังคมที่เกิดจากการโยกย้ายถิ่นฐานอีกด้วย

ข้อดีเด่นและความแตกต่างของโครงการนี้กับโครงการอื่น
โครงการนี้มุ่งวิจัยและพัฒนา ใยฉนวนความร้อนจากหญ้าแฝก ผลิตภัณฑ์ที่จะผลิตได้จะมีสมบัติทางกายภาพ และสมบัติเชิงความร้อนแตกต่างจากผลิตภัณฑ์อื่น ๆ จากหญ้าแฝก กล่าวคือ

  1. สมบัติทางกายภาพ
    ใยฉนวนความร้อนที่จะผลิตได้ จะมีความหนาแน่นต่ำ สามารถม้วนงอ หรือพับได้ ผลิตภัณฑ์ที่จะผลิตได้จะแตกต่างจากแผ่นวัสดุทดแทนไม้ที่ทำจากเส้นใยเซลลูโลสอื่นๆ ที่มีความแข็งเกร็ง (Rigidity)
  2. สมบัติเชิงความร้อน
    ใยฉนวนความร้อนที่จะผลิตได้ จะมีค่าการนำความร้อนต่ำ สามารถใช้ทดแทนฉนวนความร้อนที่ทำจากใยแก้ว และโฟม

โครงการวิจัย และพัฒนาฉนวนความร้อนจากเส้นใยหญ้าแฝกเป็นโครงการที่มีความเป็นไปได้สูงมาก ทั้งนี้อาศัยพื้นฐานความรู้ และความสำเร็จในการนำเส้นใยจากพืชมาผลิตเป็นวัสดุไม้ประกอบ (Wood-composite materials) ในประเทศไทย มีการศึกษาอย่างกว้างขวาง
ในการนำเส้นใยของวัชพืช เช่น หญ้าแฝก หญ้าสลาบหลวง และพืชที่เหลือทิ้งทางการเกษตร เช่น กากอ้อย เป็นต้น มาผลิตเป็นวัสดุทดแทนไม้ [ 1,2 ] ผลการวิจัย และพัฒนามีความสำเร็จเป็นอย่างดี สามารถผลิตวัสดุทดแทนไม้ อาทิ แผ่นใยไม้ความหนาแน่นปานกลาง (Medium density fiber board) แผ่นปาร์ติเกิ้ล (Particle board) ที่ผ่านมาตรฐานโดยเน้นที่คุณสมบัติเชิงกล เช่น ความหนาแน่น ความแข็งแรง การอ่อนตัว เป็น เพื่อสามารถผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้ อย่างไรก็ตาม ยังไม่เคยปรากฏเป็นรายงานเกี่ยวกับ การนำเส้นใยจากหญ้าแฝกมาเป็นฉนวนความร้อน ดังนั้น ด้วยสมบัติที่ดีของหญ้าแฝกดังได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งประกอบด้วย ความเป็นฉนวนความร้อน ปริมาณความเป็นเส้นใย ความสามารถในการขยายพันธุ์เพื่อการเพาะปลูกให้เป็นพืชเศรษฐกิจ จึงทำให้มีความเป็นไปได้ทางด้านเทคนิค ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งต้องมีการวิจัย เพื่อพัฒนาการนำเส้นใยจากหญ้าแฝกมาผลิตเป็นใยฉนวนความร้อน

โครงงานวิจัยนี้เป็นอีกหนึ่งโครงการสำคัญที่จะใช้ประโยชน์จากหญ้าแฝก โดยการวิจัย และพัฒนาการผลิตฉนวนความร้อนจากเส้นใยหญ้าแฝก ความสำเร็จของการวิจัยเพื่อพัฒนาการผลิตฉนวนความร้อนจากเส้นใยหญ้าแฝก จึงเป็นการส่งเสริมการพัฒนาวัสดุเพื่อการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม ด้วยภูมิปัญญาของบุคลากร และวัตถุดิบที่สามารถหาได้ภายในประเทศ เป็นการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างยั่งยืน สามารถทำให้หญ้าแฝกเป็นพืชเศรษฐกิจของเกษตรกรอีกชนิดหนึ่ง และที่สำคัญอย่างยิ่ง เป็นการสนองแนวพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ในการส่งเสริมการศึกษาเพื่อใช้ประโยชน์สูงสุดจากหญ้าแฝก


วัตถุประสงค์ของโครงการ

  1. เพื่อใช้ประโยชน์จากหญ้าแฝกในการผลิตเป็นฉนวนความร้อน และศึกษาสมบัติเชิงความร้อน เชิงกายภาพ และเชิงกล ของแผ่นฉนวนความร้อนที่ผลิตได้
  2. เพื่อส่งเสริมการนำหญ้าแฝกมาใช้ประโยชน์ในการผลิตวัสดุเพื่อการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม


ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1. ประโยชน์ทางด้านวิชาการ

2. ประโยชน์ทางด้านเศรษฐศาสตร์

3. ประโยชน์ทางด้านสังคม

4. ประโยชน์ทางด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม


ระเบียบวิธีวิจัย

1. การศึกษาและเตรียมงานเบื้องต้น

2. การผลิตใยฉนวนความร้อน

3. การทดสอบสมบัติของแผ่นฉนวนความร้อน

4. วิเคราะห์และสรุปผล ตลอดจนการประเมินเปรียบเทียบต้นทุนของผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาได้

5. จัดทำนิทรรศการแสดงผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาได้ตามการใช้งานจริง

งานอุตสาหกรรมวัสดุทดแทนไม้และกาวติดไม้ กลุ่มงานพัฒนาอุตสาหกรรมไม้
สำนักวิจัยและพัฒนาการป่าไม้ กรมป่าไม้ โทร 0-2561-4292-3 ต่อ 5471
โทรสาร 0-2940-6285 e-mail : woratham@forest.go.th