บรรจุภัณฑ์กระดาษจากปาล์มน้ำมัน : รายงานการวิจัย

Abstract

รายงานโครงการวิจัยเรื่องบรรจุภัณฑ์กระดาษจากปาล์มน้ำมัน สำหรับปีงบประมาณ พ.ศ. 2551นี้ มีเนื้อหาหลักๆ อยู่ 4 ส่วน คือ ส่วนแรกเกี่ยวกับการผลิตเยื่อและกระดาษจากส่วนต่างๆ ของปาล์มน้ำมัน ส่วนที่สองเกี่ยวกับการเตรียมหมึกเฟล็กโซกราฟีฐานน้ำจากพอลิแล็กไทด์ ส่วนที่สามเกี่ยวกับการวิเคราะห์คุณภาพงานพิมพ์ หลังจากที่ได้นำกระดาษที่ผลิตได้จากน้ำมันปาล์ม มาทดลองพิมพ์ด้วยหมึกหมึกเฟล็กโซกราฟีฐานน้ำจากพอลิแล็กไทด์ที่ผลิตได้ และส่วนสุดท้ายคือการทดสอบการย่อยสลายของหมึกพิมพ์ ในส่วนที่เกี่ยวกับการผลิตกระดาษจากส่วนต่างๆ ของปาล์มน้ำมันนั้น งานวิจัยได้ศึกษาถึงความเป็นไปได้ในผลิตเยื่อกระดาษจากส่วนของต้นปาล์มน้ำมัน 3 ส่วน ได้แก่ โคนกาบใบ แกนใบและใบ ในขณะที่ส่วนของทะลายปาล์มน้ำมันนั้นไม่ได้ทำการศึกษาครอบคลุมถึง เนื่องจากทะลายปาล์มหลังจากผ่านกระบวนการแยกผลปาล์มออกเพื่อนำผลปาล์มไปสกัดน้ำมันนั้น มีคราบน้ำมันหลงเหลืออยู่กับทะลายปาล์มมาก จนทำให้การต้มเยื่อเป็นไปอย่างยากลำบาก นอกจากนี้ทะลายปาล์มยังมีความชื้นสูงมาก จนขึ้นราภายในระยะเวลาอันรวดเร็ว การวิจัยเริ่มจากการนำชิ้นไม้จากส่วนโคนกาบใบ แกนใบ และส่วนใบมาทำการต้มเยื่อแบบโซดา สำหรับในส่วนของใบนั้น ทำการผลิตเยื่อโดยใช้ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ในการต้มเยื่อเท่ากับ 10% และ15% ของน้ำหนักแห้งของใบปาล์ม และสำหรับส่วนโคนกาบใบ และแกนใบนั้น ทำการผลิตเยื่อโดยใช้ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 15% และ 20% ของน้ำหนักแห้งของโคนกาบใบและแกนใบ แล้วจึงนำเยื่อส่วนหนึ่งไปทำการฟอกโดยใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2) เท่ากับ 3% และ 10% ของน้ำหนักเยื่อแห้ง จากผลการทดลองพบว่า เยื่อที่ผลิตจากส่วนของแกนใบให้ค่าความแข็งแรงของกระดาษสูงสุด รองลงมาคือเยื่อจากส่วนโคนกาบใบ ในขณะที่เยื่อที่ผลิตจากส่วนของใบให้ค่าความแข็งแรงของกระดาษต่ำสุด เมื่อใช้ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์สูงขึ้นทำให้เยื่อที่ผลิตได้จากส่วนของโคนกาบใบและแกนใบมีค่าความขาวสว่าง (Brightness) สูงขึ้น ในขณะที่เยื่อที่ผลิตได้จากใบกลับมีค่าความขาวสว่างน้อยลง เนื่องจากการเกิด Alkaline darkening การใช้ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่สูงเกินไปยังส่งผลให้ความแข็งแรงของกระดาษที่ได้ลดลง เนื่องจากเส้นใยถูกทำลายจากปฏิกิริยา Peeling reaction การใช้ปริมาณไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในการฟอกเยื่อสูงขึ้น ทำให้ค่าความขาวสว่างสูงขึ้น แต่ความแข็งแรงของกระดาษอาจลดลง ถ้าควบคุมสภาวะการฟอกเยื่อได้ไม่เหมาะสม ต่อมาในส่วนที่เกี่ยวกับการเตรียมหมึกเฟล็กโซกราฟีฐานน้ำจากพอลิแล็กไทด์นั้น โครงการวิจัยนี้ได้ทดลองเตรียมสารยึดพอลิแล็กไทด์อิมัลชัน โดยปรับเปลี่ยนปริมาณของสารพอลิเอทิลีนไกลคอล (PEG) ต่างๆ กัน กล่าวคือ 0, 5 และ 10% ของน้ำหนักรวม พบว่า สมบัติของสารยึดพอลิแล็กไทด์ไม่ผสม PEG และผสม PEG ที่ 5% ดังนั้นในส่วนการเตรียมหมึกพิมพ์ จึงเลือกผสมสารสีกับสารยึดพอลิแล็กไทด์ผสม PEG ที่ 10% จากนั้นนำหมึกพิมพ์ที่เตรียมได้ไปพิมพ์บนกระดาษที่ผลิตได้จากส่วนของแกนใบจากปาล์มน้ำมัน โดยมีการใส่สารกันซึม AKD ในเนื้อกระดาษ 2 ระดับ คือ 0.1 และ 0.3% ของน้ำหนักเยื่อแห้ง โดยในการพิมพ์นั้นจะพิมพ์โดยใช้เครื่องเคลือบอัตโนมัติ ที่มีความหนาขณะเปียกเท่ากับ 12 และ 24 ไมโครเมตร พบว่า การพิมพ์หมึกพิมพ์ที่ความหนา 24 ไมโครเมตร ส่งผลให้มีน้ำหนักของหมึกพิมพ์บนกระดาษสูงกว่า สามารถปิดผิวกระดาษได้ดีกว่า ความเรียบของงานพิมพ์ที่ได้ดีกว่า และค่าความต้านทานการถอนผิวสูงกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับการพิมพ์หมึกพิมพ์ที่ความหนา 12 ไมโครเมตร และการพิมพ์หมึกพิมพ์บนกระดาษที่ใส่ AKD 0.3% ส่งผลให้ได้การปิดผิวของหมึกพิมพ์ดีกว่า ความมันวาวของงานพิมพ์บนกระดาษสูงกว่า งานพิมพ์มีความเรียบสูงกว่า และความต้านทานการถอนผิวของงานพิมพ์สูงกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับกระดาษที่ใส่ AKD 0.1% ในส่วนของการวิเคราะห์คุณภาพการพิมพ์ขั้นต่อไป โดยในการพิมพ์นั้นจะพิมพ์โดยใช้เครื่องทดสอบการพิมพ์ได้พบว่ากระดาษที่ใส่ AKD 0.3% ให้ความดำพื้นตาย ความเรียบสม่ำเสมอของพื้นตาย (เมื่อใช้ความละเอียดลูกกลิ้งแอนนิลอก 200 และ 250 Ipi) ความดำฮาล์ฟโทน (เมื่อพิมพ์ด้วยความละเอียด 30 และ 50 Ipi) ดีกว่ากระดาษที่ใส่ AKD 0.1% รวมถึงกระดาษที่ใส่ AKD 0.3% ให้ค่าเม็ดสกรีนบวมต่ำกว่า (เมื่อพิมพ์ด้วยความละเอียด 65 และ 85 Ipi) เมื่อเปรียบเทียบกับกระดาษที่ใส่ AKD 0.1% อย่างไรก็ตาม กระดาษที่ใส่ AKD 0.3% กลับให้คุณภาพการพิมพ์ด้อยกว่าในด้านความเรียบสม่ำเสมอของพื้นตาย (เมื่อใช้ความละเอียดลูกกลิ้งแอนนิลอก 150 และ 350 Ipi) และให้ค่าเม็ดสกรีนบวมสูงกว่า (เมื่อพิมพ์ด้วยความละเอียด 30 และ 50 Ipi) เมื่อเปรียบเทียบกับกระดาษที่ใส่ AKD 0.1%ส่วนด้านความดำฮาล์ฟโทนเมื่อพิมพ์ด้วยความละเอียดการพิมพ์ 65 และ 85 Ipi และด้านความเปรียบต่างนั้น พบว่ากระดาษที่ใส่ AKD 0.1% และ 0.3% สามารถพิมพ์ได้คุณภาพใกล้เคียงกัน ในส่วนของงานวิจัยเกี่ยวกับการย่อยสลายของหมึกพิมพ์บนงานพิมพ์นั้นพบว่าการย่อยสลายของงานพิมพ์บนกระดาษที่ใส่ AKD 0.1% สามารถย่อยสลายได้เร็วกว่างานพิมพ์บนกระดาษที่ใส่ AKD 0.3% และเมื่อระยะเวลาการฝังดินเพิ่มขึ้นเป็น 2 เดือน ส่งผลให้การย่อยสลายเกิดได้ในปริมาณสูงขึ้น