ฉนวนกับเชื้อรา

เชื้อราคืออะไร

เชื้อรา (Molds) เป็นหนึ่งในเชื้อจุลินทรีย์ที่พบได้ทั่วไป แม้ว่าเชื้อราหลายชนิดจะมีประโยชน์หรือไม่มีอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ก็มีจำนวนมากที่สามารถสร้างสารพิษ (Toxin) และสปอร์ที่เป็นสาเหตุของปัญหาสุขภาพหลายๆอย่าง เช่น

1. อาการระคายเคืองต่อดวงตาและระบบทางเดินหายใจ
2. โรคภูมิแพ้ ไอ จาม น้ำมูกไหล เจ็บคอ หากเป็นมากและไม่ได้รับการรักษา อาจถึงขั้นเสียชีวิตได้
3. โรคหอบหืด
4. ปอดอักเสบจากภูมิแพ้ (Hypersensitivity Pneumonitis)
5. การติดเชื้อทางผิวหนังและบาดแผล

นอกเหนือไปจากโรคภัยไข้เจ็บ เชื้อรายังทำให้เกิดกลิ่นและภาพที่ไม่น่าดู เช่นคราบบนฝ้าผนัง วอลเปเปอร์ การมีเชื้อราเกิดขึ้นภายในอาคารบ้านเรือนจึงเป็นสิ่งไม่พึงประสงค์อย่างยิ่ง อย่างไรก็ตามเชื้อรากลับเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของปัญหาภายในอาคารบ้านเรือนโดยเฉพาะในประเทศเขตร้อนชื้นอย่างประเทศไทย

ระบบเครื่องปรับอากาศก็เป็นอีกส่วนหนึ่งที่มักพบเชื้อราเพราะต้องสัมผัสกับความชื้นอยู่บ่อยๆโดยเฉพาะในกรณีที่เกิดปัญหารั่วซึมหรือหยดเหงื่อ (Condensation) โดยเชื้อราจะแพร่พันธุ์ได้ด้วยสปอร์ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม สปอร์จะเติบโตและกระจายไปทั่วบริเวณ โดยปัจจัยที่สำคัญต่อการเจริญเติบโตของราเช่น อุณหภูมิ, ความชื้น, อาหาร และความเป็นกรดด่าง

ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของเชื้อรา

เชื้อราจะเจริญเติบโตได้จะต้องมีปัจจัยหลายอย่างช่วยกันสนับสนุน โดยปัจจัยหลักๆคือ

• Carbon Source : เนื่องจากเชื้อราต้องการคาร์บอนเพื่อใช้เป็นอาหาร อย่างไรก็ตาม สารประกอบคาร์บอนที่จะเป็นอาหารของเชื้อราได้จะต้องมีขนาดเล็กพอที่เชื้อราจะย่อยสลายได้ง่าย ตัวอย่างของแหล่งคาร์บอนที่เป็นที่ชื่นชอบของเชื้อราก็เช่น PVC Plasticizer ซึ่งใช้ใน PVC ที่มีลักษณะนุ่ม (Plasticized PVC) เช่นหนังเทียม, ฉนวนบางประเภทที่มี PVC เป็นองค์ประกอบ ยิ่งมีปริมาณ PVC มากก็มักต้องใช้ PVC Plasticizer มาก, Binder & Oil Emulsion ที่มักใช้ในฉนวนกลุ่มที่มีลักษณะเป็นเส้นใย (fibrous) หรืออนุภาค (particle) ขนาดเล็กมารวมตัวกัน

[Plasticized PVC will be attacked by microorganisms. The microorganism will use the plasticizer as a carbon source, whereas favourable growth conditions, like water and oxygen, promote their growth – from Journal of Vinyl Technology Vol 10, Page 3~6]

ในกรณีของฉนวนที่ทำจากสารประกอบพอลิเมอร์เช่น ยางและพลาสติกนั้น ตัวพอลิเมอร์เป็นคาร์บอนที่เชื่อมต่อกันเป็นโมเลกุลที่มีการเชื่อมโยงกันกลายเป็นร่างแหขนาดใหญ่ (Network Structure) ยากต่อการย่อยสลายด้วยเชื้อรา นอกเสียจากว่าตัวพอลิเมอร์เหล่านั้นจะมีการเสื่อมสภาพจากสภาวะแวดล้อมอื่นๆเช่นมีการแตกเป็นผงจากความร้อนและแสง UV หรือเสื่อมสภาพจากการอยู่ในที่อับชื้นเป็นเวลานานๆ ซึ่งโครงสร้างตาข่ายมีการเสื่อมสภาพแตกออกจากกันเป็นโครงสร้างเล็กๆซึ่งจะถูกย่อยสลายกลายเป็นอาหารเชื้อราได้ง่าย

• ความชื้น (Moisture): เชื้อราต้องการความชื้นในการเจริญเติบโตและขยายพันธุ์ ดังนั้นฉนวนที่เป็นเซลปิดจึงได้เปรียบในแง่ของการไม่ยอมให้ความชื้นในอากาศแทรกซึมเข้าไปในเนื้อฉนวนได้ง่าย นอกจากนี้ความเป็นขั้ว (Polarity) ของวัสดุที่ใช้ทำฉนวนยังบ่งบอกถึงความสามารถในการดึงดูดความชื้นที่อยู่รอบๆและความยากง่ายต่อการถูกทำลายโดยน้ำ (และสารละลายมีขั้วอื่นๆ) ได้ วัสดุที่มีความเป็นขั้วสูงจะมีความชอบน้ำมาก (Hydrophilic) และจะดึงดูดอนุภาคน้ำที่อยู่รอบๆเข้ามายังผิววัสดุ ในกรณีที่เกิดปัญหาการควบแน่น น้ำรั่ว หรือตามด บนท่อน้ำ น้ำจะแทรกซึมเข้าไปในเนื้อฉนวนได้ง่าย และเนื้อฉนวนอาจถูกทำลายได้ในที่สุด ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดของการถูกทำลายภายใต้ความชื้นสูงคือ สภาพแบนแฟบ หรือเปื่อยยุ่ย และอมน้ำ ของฉนวนประเภทเส้นใย, เมือกเหนียวสีดำบนฉนวนยางที่มีความเป็นขั้วที่สัมผัสน้ำหรือความชื้นเป็นเวลานาน เมื่อสังเกตดีๆจะเห็นเมือกสีดำมีลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆซึ่งก็คือส่วนประกอบคอร์บอนโมเลกุลเล็กซึ่งง่ายต่อการย่อยสลายเป็นอาหารของเชื้อรา ดังนั้น การทดลองเรื่องความทนทานของเชื้อราที่ทำในแล็บ จึงอาจไม่ได้บ่งชี้ผลลัพธ์ที่แท้จริงเมื่อใช้งานจริงเป็นเวลานานๆได้ ดังแสดงในรูปที่ 1 & 2 ซึ่งเป็นภาพการใช้งานจริงในงานติดตั้งระบบคูลลิ่งในงานซุปเปอร์มาร์เก็ตขนาดใหญ่ ซึ่งต้องเน้นหนักด้านสุขอนามัย เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับการเก็บและจำหน่ายอาหาร

Fig 1 : ภาพเชื้อราบนฉนวนยางสีขาวชนิดที่ทำจากวัสดุที่มีขั้ว และมีส่วนผสมของ PVC Plasticizer [Pictures from USA Super markets & Grocery store in Florida, USA, Year 2008]

จากภาพ [Fig 1] ฉนวนดังกล่าวถูกติดตั้งด้วยความเชื่อที่ว่าสามารถป้องกันเชื้อราได้เนื่องจากมีการเติมสาร Antimicrobial และมีเอกสารผ่านการทดสอบ ASTM G-21 อย่างไรก็ตาม เมื่อต้องอยู่ในสภาพอากาศร้อนชื้นในแถบฟลอริด้า ยางที่เป็นขั้วซึ่งค่อยๆถูกทำลายโดยน้ำและความชื้นจะกลายเป็นอาหารเชื้อราได้ ในขณะเดียวกันสาร Antimicrobial ดังกล่าว อาจถูกชะล้างออกไปได้ง่าย เนื่องจากเนื้อวัสดุเสื่อมสภาพ ทำให้ความเข้มข้นของสารยับยั้งเชื้อราไม่เพียงพอเมื่อเทียบกับอัตราการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ที่ได้รับอาหารเพิ่มขึ้นจากวัสดุเสื่อมสภาพ

Fig 2 : เชื้อราสามารถใช้ Binder บนฉนวนใยแก้วเป็นอาหารได้ง่าย เมื่อเริ่มเปียกชื้น โดยเฉพาะเมื่อไม่ได้เติมสารยับยั้งเชื้อรา

• ความหนาแน่นของวัสดุ (Density): โดยทั่วไปวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงจะถูกย่อยสลายเป็นอาหารของเชื้อราได้ยากกว่าวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า เนื่องจากเชื้อราจะแทรกซึมเข้าไปในเนื้อวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงได้ยากกว่า ในกรณีของฉนวนยางอาจเปรียบเทียบกันที่ Crosslink Density
• องค์ประกอบอื่นๆเช่น อุณหภูมิ, pH, oxygen level ซึ่งเชื้อราแต่ละชนิดจะต้องการสภาวะต่างๆกันไป

ทำอย่างไรจึงจะสามารถหลีกเลี่ยงเชื้อราบนฉนวน

1. เลือกใช้วัสดุให้เหมาะสม เนื่องจากวัสดุที่ใช้ทำฉนวน เป็นปัจจัยพื้นฐานในการเลือกฉนวน กล่าวคือ วัสดุที่ใช้ควรเป็นวัสดุที่ไม่ทำปฏิกริยาหรือไม่ชอบน้ำ (Hydrophobic) เช่นแก้ว และ พอลิเมอร์ชนิดไม่มีขั้ว (Non-Polar Polymer) เนื่องจากวัสดุที่เป็น Non-Polar จะไม่ชอบทำปฏิกริยากับน้ำซึ่งมีสมบัติเป็น Polar* จึงมีแนวโน้มว่าจะถูกทำลายโดยน้ำได้ยากกว่าวัสดุมีขั้ว (Like-Dissolve-Like Rule)  นอกจากนี้วัสดุที่ดีควรมีส่วนที่สามารถกลายเป็นอาหารเชื้อราได้น้อยที่สุด ในกรณีที่จำเป็น อาจต้องใช้สาร Antimicrobial ช่วย โดยเฉพาะวัสดุที่มีส่วนที่เป็นอาหารเชื้อราง่าย โดยสาร Antimicrobial ที่ใช้จะต้องไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆและสิ่งแวดล้อม แต่อย่างไรก็ตามสาร Antimicrobial ก็อาจไม่สามารถยับยั้งการเกิดเชื้อราได้เสมอไปหากใช้ในปริมาณไม่เหมาะสม หรือใช้ผิดประเภท หรือมีการเสื่อมสลายของตัววัสดุกลายเป็นอาหารของเชื้อราเอง
2. โครงสร้างฉนวนไม่ควรให้น้ำซึมผ่านเข้าออกได้ง่าย โดยเฉพาะฉนวนจากวัสดุที่ค่อนข้างไวต่อน้ำ
3. ใช้ความหนาให้เหมาะสม เพื่อลดวามแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างผิวฉนวนและอุณหภูมิห้องให้เหลือน้อยที่สุด ป้องกันการเกิดหยดเหงื่อซึ่งเป็นแหล่งความชื้นที่ทำให้เชื้อราเติบโตได้ดี
4. ติดตั้งฉนวนให้ถูกวิธี เช่นต้องเผื่อที่ให้มีอากาศไหลผ่านผิวฉนวน เพื่อไม่ให้เกิดมุมอับ, บริเวณรอยต่อต่างๆควรปิดสนิท เพื่อลดความชื้นที่จะเข้าไปสัมผัสความเย็นซึ่งทำให้เกิดความควบแน่น

ในปัจจุบันได้มีวิธีการทดสอบเรื่องการต้านทานเชื้อราในหลายมาตรฐานเช่น UL181 และ ASTM G21ซึ่งแต่ละมาตรฐานจะมีรายละเอียดวิธีการทดสอบที่ต่างๆกันไป ซึ่งในการเลือกใช้สินค้า ควรเลือกด้วยความรอบคอบ เพื่อให้ไม่เกิดปัญหาเมื่อนำไปใช้งานจริง