เกร็ดความรู้

เขียนโดย รติกร อลงกรณ์โชติกุล

ในโลกปัจจุบันคงไม่มีใครปฏิเสธว่าการรับรู้ข่าวสารนั้นมีความสำคัญ ทั้งจากสื่อวิทยุ โทรทัศน์ สิ่งพิมพ์ชนิดต่างๆ เมื่อมามองดูถึงสื่อสิ่งพิมพ์นอกจากการได้รับรู้เรื่องราวต่างๆ จากการอ่านแล้ว ยังมีสีสันและลวดลายที่สร้างความสนใจและเพิ่มคุณค่าในสายตาแก่ผู้พบเห็น สีสันที่ว่านั้นได้มาจากหมึกพิมพ์ ซึ่งถือได้ว่าเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดในงานพิมพ์ ถ้าขาดไปก็เปรียบเสมือนการประกอบอาหารโดยไม่ได้เติมเครื่องปรุง

ที่นี้มาดูกันว่าในหมึกพิมพ์มีอะไร หมึกพิมพ์เกิดจากการผสมสารหลายชนิดในอัตราส่วนที่แตกต่างกันเข้าด้วยกัน ในส่วนผสมขององค์ประกอบที่ว่าจะเป็นอย่างไรนั้นก็ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้

1. เป็นหมึกพิมพ์สำหรับใช้พิมพ์ในระบบการพิมพ์ใด

2. ใช้สำหรับการป้อนแผ่นหรือป้อนม้วน

3. ใช้พิมพ์ลงบนวัสดุใช้พิมพ์ประเภทใด

4. ต้องการให้หมึกพิมพ์มีการแห้งตัวอย่างไร

5. สิ่งพิมพ์นั้นมีการนำไปใช้งานอย่างไร

หมึกพิมพ์จึงแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามระบบการพิมพ์ดังต่อไปนี้

1. เล็ตเตอร์เพรส(letterpress) หรือดรายออฟเซต(dry offset) หมึกพิมพ์ชนิดนี้มีสมบัติเหนียวและความหนืดค่อนข้างสูง การนำไปใช้งานให้ชั้นฟิล์มของหมึกพิมพ์หนา ไม่สามารถรวมตัวกับน้ำได้

2. ออฟเซต (offset) หมึกพิมพ์ชนิดนี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่

- หมึกพิมพ์ออฟเซตป้อนม้วน เนื่องจากต้องพิมพ์ด้วยความเร็วสูง หมึกพิมพ์ชนิดนี้จึงออกแบบมาเฉพาะให้มีสมบัติความหนืด ความเหนียวหนืด และสมบัติการรวมตัวกับน้ำของหมึกพิมพ์ ไม่ควรมีค่ามาก

- หมึกออฟเซตป้อนแผ่น หมึกพิมพ์ชนิดนี้ส่วนใหญ่ออกแบบมาให้แห้งตัวด้วยวิธีออกซิเดชัน และแห้งตัวด้วยรังสียูวี

3. เฟล็กโซกราฟี(flexography) เป็นหมึกพิมพ์เหลวมีความหนืดต่ำที่ออกแบบมาใช้งานให้สามารถแห้งตัวด้วยวิธีการดูดซึมหรือการระเหย แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ หมึกพิมพ์ฐานน้ำ ฐานตัวทำละลายและฐานยูวี

4. กราเวียร์ (gravure) เป็นหมึกพิมพ์เหลวที่แห้งตัวด้วยการระเหย ในประเทศไทยมีอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ หมึกพิมพ์ฐานตัวทำละลาย และฐานน้ำ

5. หมึกพิมพ์สกรีนหรือฉลุลายผ้า (screen) ใช้กับเครื่องพิมพ์สกรีนที่มีความคล่องตัวสูง สามารถใช้พิมพ์ลงบนวัสดุใช้พิมพ์ได้หลากหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นกระดาษ พลาสติก โลหะ แก้ว หนัง เซรามิก และไม้ รวมทั้งการพิมพ์โปสเตอร์ ป้ายตามท้องถนน บรรจุภัณฑ์ขวดพลาสติก ขวดแก้ว พิมพ์บนเสื้อยืด เป็นต้น 

6. หมึกพิมพ์พ่นหมึก (inkjet ink) เป็นหมึกเหลวที่สามารถพ่นออกจากท่อพ่นหมึกของเครื่องพิมพ์พ่นหมึก ปัจจุบันเป็นที่นิยมใช้กันตามสำนักงาน บ้าน และแหล่งทำป้ายโฆษณาตามท้องถนน หมึกพิมพ์ชนิดนี้มีอยู่ 3 ประเภท ได้แก่ หมึกฐานน้ำ ฐานตัวทำละลาย และฐานยูวี

7. หมึกพิมพ์พิเศษ (specialty ink) ตัวอย่างหมึกพิมพ์ชนิดนี้ได้แก่ หมึกพิมพ์แววโลหะ หมึกพิมพ์แมกเนติก หมึกพิมพ์ป้องกันการปลอมแปลง และหมึกพิมพ์ฉลากพิเศษ เป็นต้น

ทั้งนี้ไม่ว่าหมึกพิมพ์จะผลิตขึ้นมาเพื่อใช้ในระบบการพิมพ์ที่ต่างกัน ก็ล้วนแต่มีองค์ประกอบหลักที่สำคัญ 3 กลุ่ม คือ

1. สารให้สี (colorant) มีหน้าที่ให้สีในหมึกพิมพ์ ทำให้เมื่อหมึกพิมพ์แห้งตัวบนวัสดุใช้พิมพ์แล้ว ทำให้เกิดภาพปรากฏขึ้นมาได้ โดยทั่วไปได้แก่ ผงสี และสีย้อม ผงสีมีทั้งผงสีอินทรีย์ ได้แก่ ผงสีกลุ่มสีเหลืองไดอะริไลด์ ฮันซา ผงสีกลุ่มสีแดง ได้แก่ สีแดงพารา โทลูอิดีน ลิทอล โรดามีน เลคเรด ผงสีกลุ่มสีน้ำเงิน ได้แก่ สีน้ำเงินพทาโลไซยานิน อัลคาไลน์ ส่วนผงสีอนินทรีย์ ได้แก่ ผงสีขาวไทเทเนียมไดออกไซด์ ซิงก์ซัลไฟด์ แคลเซียมคาร์บอเนต เป็นต้น ผงสีดำส่วนใหญ่จะเป็นคาร์บอนแบล็ก ผงสีตะกั่ว ผงสีแคดเมียม ผงสีอัลตรามารีนบลู เป็นต้น ผงสีแววโลหะ เช่น สีเงินก็มีสารโลหะอะลูมิเนียม สีทองก็ใช้สารผสมระหว่าง ทองเหลือง ทองแดงและโลหะอื่น ๆ อีกเล็กน้อยเพื่อปรับเฉดสีให้สดใส ส่วนสีย้อมเป็นสารให้สีอีกประเภทหนึ่ง ที่ให้ค่าความเข้มของสีสูง ความโปร่งสูงมาก แต่ในปัจจุบันได้รับความนิยมใช้ลดลงเนื่องจากสีย้อมละลายได้ในตัวทำละลาย ทำให้กำจัดทิ้งยากและก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมมากมายตามมา

2. ตัวพา (vehicle) เป็นของผสมระหว่าง สารยึดติด ตัวทำละลาย หรือน้ำมัน ตัวพานี้เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของหมึกพิมพ์ซึ่งจะมีผลต่อการแห้งตัวของหมึกพิมพ์และสภาพการไหล รวมทั้งความเหนียวหนืด ตัวพามีหลายประเภทได้แก่

2.1 น้ำมันไม่ชักแห้ง (non-drying oil) เหมาะสำหรับใช้พิมพ์บนวัสดุที่ดูดซึมดี เช่น กระดาษหนังสือพิมพ์หรือกระดาษบรูฟ ตัวอย่างเช่น ปิโตรเลียม ออยล์ และ โรซิน ออยล์

2.2 น้ำมันชักแห้ง (drying oil) ใช้ในหมึกพิมพ์ที่แห้งตัวด้วยวิธีออกซิเดชัน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้น้ำมันลินซีด เนื่องจากมีความหนืดที่สามารถกำหนดค่าได้ มีสมบัติการเปียกผิวผงสีได้ดี ช่วยให้การถ่ายโอนและการกระจายตัวของผงสีเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ และสามารถยึดแน่นกับผิวกระดาษได้ดีอีกด้วย นอกจากนี้ได้แก่ น้ำมันเมล็ดฝ้าย น้ำมันละหุ่ง น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันปลา ในบางครั้งการใช้น้ำมันชักแห้งอาจต้องมีสารยึดติดสังเคราะห์ผสมอยู่ด้วย เพื่อช่วยปรับปรุงสภาพผิวหน้าของชั้นฟิล์มหมึกพิมพ์ เช่น ความแข็งแรง ความมันวาว ความเรียบ เป็นต้น ซึ่งน้ำมันชักแห้งที่ผสมกับสารเหล่านี้ เรียกรวมกันว่า วาร์นิช (varnish)

2.3 สารยึดติดฐานตัวทำละลาย (solvent resin) ใช้ในหมึกเหลวที่แห้งตัวด้วยการระเหย สำหรับหมึกกราเวียร์ ตัวทำละลายที่ใช้มักจะเป็นสารละลายไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดต่ำ ผสมรวมกับกัมและสารยึดติด หมึกพิมพ์เฟล็กโซกราฟี จะใช้ตัวทำละลายได้ทั้งแอลกอฮอล์ น้ำ และสารไอระเหยต่างๆ ผสมสารยึดติดที่เหมาะสม ส่วนหมึก

พิมพ์ออฟเซตมีส่วนผสมของสารยึดติดนี้รวมอยู่ด้วยกับสารตัวทำละลายอื่นๆ เพื่อควบคุมอัตราการระเหยให้เหมาะสม

2.4 ไกลคอล (glycol) ใช้ในหมึกพิมพ์ที่แห้งตัวโดยออกซิเดชันหรือการตกตะกอน ผสมรวมกับสารยึดติดที่ไม่ละลายน้ำ ในขณะที่ไกลคอลสามารถละลายรวมกับน้ำได้ การแห้งตัวจะใช้ไอน้ำหรือละอองน้ำเป่าไปที่ผิวหน้าสิ่งพิมพ์ น้ำจะละลายไกลคอล ทำให้สารยึดติดแยกออกมาพร้อมกับผงสีไปตกตะกอนติดที่สิ่งพิมพ์ได้

2.5 ไดลูเอนท์ (diluent) ใช้ในหมึกพิมพ์ยูวี ซึ่งตัวพาจะประกอบไปด้วยสารโมโนเมอร์และสารริเริ่มปฏิกิริยาไวแสง

2.6 กัมที่ละลายน้ำ (water-soluble gum) เป็นตัวพาที่ออกแบบมาเฉพาะกับหมึกพิมพ์สีน้ำ ซึ่งประกอบไปด้วยกัม เช่น กัมอารบิค ละลายรวมตัวกับน้ำและกลีเซอรีน หมึกพิมพ์ชนิดนี้ใช้พิมพ์งานสิ่งพิมพ์ประเภทกระดาษปิดฝาผนัง บัตรอวยพรต่างๆ

2.7 น้ำ (water) เป็นตัวทำละลายที่สำคัญในหมึกพิมพ์ฐานน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่น้ำที่ใช้เป็นน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง

3. สารเติมแต่ง (additive) เป็นสารที่เติมเข้าไปในหมึกเพื่อทำให้สมบัติบางอย่างดีขึ้น หรือเพื่อปรับหมึกพิมพ์ให้มีสมบัติดีขึ้นเมื่อนำไปใช้พิมพ์บนวัสดุใช้พิมพ์และเมื่อนำสิ่งพิมพ์ไปใช้งาน

3.1 สารทำแห้ง (dryer) เป็นสารเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของตัวพา สารที่ใช้เป็นประเภทแวกซ์ ได้แก่ พาราฟินแวกซ์ ไขผึ้ง คาร์นูบาแวกซ์ พีอีแวกซ์ ทำหน้าที่ป้องกันซับหลังและไม่ให้แผ่นกระดาษซ้อนติดกันในกองกระดาษ ทั้งยังช่วยต้านการเกิดรอยขีดข่วนได้ด้วย

3.2 สารป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชัน (anti-oxidant) ใช้ผสมเมื่อหมึกพิมพ์มีการแห้งตัวเร็วเกินไป

3.3 สารป้องกันรังสียูวี (UV stabilizer) ใช้ผสมเมื่อต้องการเพิ่มคุณภาพของหมึกพิมพ์ให้สามารถใช้งานภายนอกได้ยาวนานยิ่งขึ้น

3.4 สารลดแรงตึงผิว (surfactant) เป็นสารที่ช่วยเพิ่มสมบัติการเปียกผิวของหมึกพิมพ์และการกระจายตัวของผงสีให้ดียิ่งขึ้น

3.4 สารกำจัดฟอง (defoamer) เป็นสารที่ใช้เพื่อกำจัดฟองที่เกิดขึ้นทั้งในระหว่างกระบวนการผลิตหมึกพิมพ์และงานพิมพ์

3.5 สารริเริ่มปฏิกิริยาไวแสง (photoinitiator) เป็นสารเคมีเฉพาะใช้กับหมึกพิมพ์ยูวีเท่านั้น ทำหน้าที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาต่ออณูจนกระทั่งหมึกพิมพ์แห้งตัวบนงานพิมพ์

3.6 สารเพิ่มความขาวสว่าง (whitening agent) ใช้เมื่อต้องการให้งานพิมพ์บริเวณสีขาวมีความขาวนวลสว่างยิ่งขึ้น

หมึกพิมพ์ทุกชนิดต้องมีองค์ประกอบหลักทั้งสาม แต่สัดส่วนและรายละเอียดแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าหมึกพิมพ์นั้นผลิตขึ้นตามปัจจัยใดที่ได้กล่าวมาข้างต้น เดิมทีเราต้องอาศัยหมึกพิมพ์นำเข้าจากต่างประเทศ แต่ในปัจจุบันมูลค่าการนำเข้าหมึกพิมพ์ของประเทศไทยนั้นลดลงไปเรื่อยๆ เนื่องจากสามารถขยายการผลิตหมึกพิมพ์ใช้

ในประเทศได้เพียงพอยิ่งขึ้น รวมทั้งมาตรฐานการผลิตหมึกพิมพ์ในประเทศก็สามารถยกระดับเทียบกับหมึกพิมพ์ที่นำเข้าจากต่างประเทศ

เอกสารอ้างอิง : ธีระ ตั้งวิชาชาญ. ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับการพิมพ์. นนทบุรี :โรงพิมพ์มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช, 2539, หน้า 220-239. โครงการเคมี กรมวิทยาศาสตร์บริการ โทร. 02 201 7216 Email : This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. 3 สิงหาคม 2550

พลาสติกที่ใช้กันมากในปัจจุบันอยู่ในรูปของผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ถุง กล่อง ท่อ แผ่นฟิล์ม ส่วนมากมีแหล่งกำเนิดจากปิโตรเลียม ซึ่งรวมถึงน้ำมันดิบ และก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติใต้ผิวดิน และมีความสำคัญต่อชีวิตมนุษย์เพราะเป็นทั้งแหล่งพลังงานและแหล่งวัตถุดิบสำหรับผลิตวัสดุสังเคราะห์ต่างๆ ปิโตรเลียมจะอยู่ในสถานะเป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง ขึ้นกับอุณหภูมิ, ความดัน, และจำนวนหรือการจัดเรียงตัวของคาร์บอนในโมเลกุล โดยทั่วไปสารไฮโดรคาร์บอนที่มีคาร์บอนไม่เกิน 4 อะตอม จะมีสถานะเป็นก๊าซ ถ้ามีคาร์บอนระหว่าง 5-19 อะตอมจะมีสถานะเป็นของเหลว และถ้ามีคาร์บอนตั้งแต่ 20 อะตอม จะมีสถานะเป็นของแข็ง

การกลั่นลำดับส่วนน้ำมันดิบ ทำให้เราสามารถแยกสารประกอบไฮโดรคาร์บอนออกเป็นส่วนต่างๆ ซึ่งพบว่ามีปริมาณสารประกอบไฮโดรคาร์บอนสายยาวเกินกว่าความต้องการใช้งานอยู่ปริมาณมาก แต่กลับมีสารประกอบไฮโดรคาร์บอนสายสั้นที่มีการนำไปใช้ประโยชน์มากกว่าอยู่น้อย จึงต้องนำสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เกินความต้องการมาผ่านกระบวนการแยกสลายเพื่อตัดความยาวให้สั้นลง ได้เป็นสารประกอบขนาดเล็ก เช่น ก๊าซเอทธิลีนและโพรพิลีน ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการผลิตพลาสติกบางชนิดโดยก๊าซเหล่านี้จะถูกส่งไปยังโรงงานผลิตเม็ดพลาสติก

กระบวนการผลิตเม็ดพลาสติกเริ่มต้นจากการนำสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดเล็กซึ่งได้จากกลั่นลำดับส่วนน้ำมันดิบมาทำปฏิกิริยากันจนได้เป็นสายโซ่ยาว เรียกว่าโพลิเมอร์ ซึ่งโพลิเมอร์แต่ละชนิดสังเคราะห์โดยใช้วัตถุดิบเริ่มต้นที่แตกต่างกันไป ทำให้โพลิเมอร์มีสมบัติที่แตกต่างกันออกไปด้วย โดยโพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้นี้ จะถูกนำไปขึ้นรูปเป็นเม็ดพลาสติกและผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ต่อไป ตัวอย่างเช่น การผลิตเม็ดพลาสติกโพลิเอทธิลีน (PE) โดยเริ่มต้นจากก๊าซเอทธิลีนซึ่งถูกเก็บในถังปฏิกิริยา เมื่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม จะเกิดปฏิกิริยาขึ้น โมเลกุลขนาดเล็กๆ จำนวนมากจะเข้ามาต่อกันเป็นโมเลกุลที่ยาวมากๆ ได้โพลิเอธิลีนที่มีสมบัติเหมาะสมสำหรับนำไปขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ขวด ถุง และของเล่น เป็นต้น

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์โพลิเมอร์

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์โพลิเมอร์ หรือที่เรียกโดยทั่วไปว่าปฏิกิริยาโพลิเมอร์ไรเซชั่น (polymerization) คือปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้โมโนเมอร์โมเลกุลเล็กๆ เกิดปฏิกิริยาต่อกันเป็นสายโซ่ยาวๆ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. การสังเคราะห์โพลิเมอร์แบบลูกโซ่ หรือรวมตัว
   กระบวนการสังเคราะห์แบบรวมตัวเป็นการนำเอาโมโนเมอร์ซึ่งเป็นสารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กและไม่อิ่มตัวคือมีพันธะคู่ หรือพันธะสามอยู่ในโมเลกุลมาทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันจนได้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งการทำปฏิกิริยาเริ่มต้นจากโมเลกุลที่มีพันธะคู่หรือพันธะสามจะถูกความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) ที่เหมาะสม ทำให้พันธะ 1 พันธะแตกออกซึ่งว่องไวในการทำปฏิกิริยายึดติดกับพันธะที่แตกออกของโมเลกุลที่อยู่ข้างเคียงกัน เกิดการต่อกันที่ละโมเลกุลจนได้โมเลกุลใหม่ที่มีลักษณะเป็นเป็นสายโซ่ที่ยาวขึ้น การสังเคราะห์โพลิเมอร์แบบนี้ไม่มีผลิตภัณฑ์อื่นๆหลุดออกมา ทำให้จำนวนอะตอมของธาตุในหน่วยซ้ำของโพลิเมอร์เท่ากับจำนวนอะตอมในโมเลกุลของโมโนเมอร์ ตัวอย่างพลาสติกที่เกิดจากการสังเคราะห์โพลิเมอร์แบบนี้ ได้แก่โพลิไวลิลครอไรด์ โพลิโพรพิลีน และโพลิเอทธิลีน เป็นต้น

   

2. การสังเคราะห์โพลิเมอร์แบบขั้น หรือควบแน่น
   กระบวนการสังเคราะห์แบบควบแน่นเกิดจากโมโนเมอร์ 2 ชนิด ซึ่งแต่ละชนิดเป็นสารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กและมีหมู่ฟังก์ชันเหมือนกันอย่างน้อย 2 หมู่ที่ปลายสุดของโมเลกุล หรืออาจเกิดจากโมโนเมอร์เพียง 1 ชนิดที่มีหมู่ฟังก์ชันแตกต่างกันอย่างน้อย 2 หมู่ที่ปลายสุดของโมเลกุล ที่สามารถทำปฏิกิริยากันระหว่างหมู่ฟังก์ชันอย่างต่อเนื่องได้ผลิตภัณฑ์เป็นโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ การสังเคราะห์โพลิเมอร์แบบนี้ส่วนใหญ่จะเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กเช่น H2O HCl และ CH3OH เป็นผลพลอยได้ (by product) เป็นสาเหตุให้จำนวนอะตอมของธาตุในหน่วยซ้ำของโพลิเมอร์มักน้อยกว่าจำนวนอะตอมในโมเลกุลของโมโนเมอร์ ตัวอย่างพลาสติกที่เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยกระบวนการควบแน่น ได้แก่ ไนลอน และโพลิเอสเทอร์ เป็นต้น

พลาสติกรีไซเคิล

พลาสติกเป็นวัสดุที่เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของเราเป็นอย่างมากและมีแนวโน้มการใช้งานที่เพิ่มมากขึ้นเพราะใช้ทดแทนทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ไม้และเหล็กได้เป็นอย่างดี และมีราคาถูก น้ำหนักเบาสามารถผลิตให้มีสมบัติต่างๆ ตามที่ต้องการได้จากการเลือกชนิดของวัตถุดิบ ปฏิกิริยาเคมี กระบวนการผลิตและกระบวนการขึ้นรูป นอกจากนี้ยังสามารถปรุงแต่งสมบัติได้ง่ายโดยการเติมสารเติมแต่ง (Additives) เช่น สารเสริมสภาพพลาสติก (Plasticizer) สารปรับปรุงคุณภาพ (Modifier) สารเสริม (Filler) สารคงสภาพ (Stabilizer) สารยับยั้งปฏิกิริยา (Inhibitor) สารหล่อลื่น (Lubricant) และผงสี (Pigment) เป็นต้น

ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่ก้าวหน้า และทันสมัยในปัจจุบันทำให้เรามีผลิตภัณฑ์พลาสติกหลากหลายรูปแบบ และสีสันให้เลือกใช้อย่างมากมาย ด้วยสมบัติที่โดดเด่นหลายด้านทำให้พลาสติกได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วและมีปริมาณการใช้งานเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ส่งผลให้เกิดขยะพลาสติกในปริมาณสูงมากขึ้นตามด้วย ดังนั้นการนำพลาสติกกลับมาใช้ใหม่หรือการ รีไซเคิลจึงได้รับความสนใจเป็นอย่างมากเพราะนอกจากจะช่วยลดปริมาณขยะพลาสติกแล้วยังเป็นการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าอีกด้วย การพัฒนาทางเทคโนโลยีในช่วงหลายปีที่ผ่านมาทำให้การรีไซเคิลพลาสติกมีอยู่ด้วยกันหลายวิธี โดยแบ่งเป็น 4 ประเภทหลัก คือ การรีไซเคิลแบบปฐมภูมิ (Primary recycling) การรีไซเคิลแบบทุติยภูมิ (Secondary recycling) การ รีไซเคิลแบบตติยภูมิ (Tertiary recycling) และการ รีไซเคิลแบบจตุภูมิ (Quaternary recycling)

1. การรีไซเคิลแบบปฐมภูมิ

   เป็นการนำขวดหรือเศษพลาสติกที่เป็นประเภทเดียวกันและไม่มีสิ่งปนเปื้อน ที่เกิดในกระบวนการผลิตหรือขึ้นรูปกลับมาใช้ซ้ำภายในโรงงาน โดยสามารถนำมาใช้ซ้ำทั้งหมดหรือเติมผสมกับเม็ดใหม่ที่อัตราส่วนต่างๆ

2. การรีไซเคิลแบบทุติยภูมิ

   การรีไซเคิลแบบทุติยภูมิหรือกระบวนการหลอมขึ้นรูปใหม่ เป็นการนำพลาสติกที่ผ่านการใช้งานแล้วมาทำความสะอาด บด หลอมและขึ้นรูปกลับไปเป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกอีกครั้ง การรีไซเคิลแบบทุติยภูมินี้ยังสามารถแบ่งย่อยได้เป็นหลายเทคนิค คือ

   • การรีไซเคิลเชิงกล (Mechanical recycling)

     เป็นเทคนิคที่ง่ายและนิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบัน โดยการเก็บพลาสติกที่ผ่านการใช้งานแล้วมาคัดแยกตามประเภท และสีมาล้างทำความสะอาดก่อนนำมาบดเป็นชิ้นเล็กๆ และหลอมเป็นเม็ดพลาสติกเกรดสองหรือเม็ดพลาสติกรีไซเคิลเพื่อนำกลับไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่หรือนำมาผสมกับเม็ดใหม่เพื่อให้ได้สมบัติที่ต้องการก่อนนำไปผ่านกระบวนการขึ้นรูป โดยคุณภาพของเม็ดพลาสติกรีไซเคิลนี้จะเป็นตัวกำหนดการนำไปใช้งานและปริมาณการผสมที่ต้องการ ปัญหาในกระบวนการรีไซเคิลพลาสติกคือหลังจากผ่านกระบวนการรีไซเคิลในแต่ละครั้งพลาสติกจะมีคุณภาพต่ำลงปฏิกิริยาการขาดของสายโซ่โมเลกุลของ ทำให้ไม่สามารถนำไปใช้ในเกิดประโยชน์สูงสุด และมีราคาถูกลงเรื่อยๆ จนบางครั้งไม่คุ้มต่อการลงทุน สาเหตุที่สำคัญเนื่องมาจากมีการปนเปื้อนของสิ่งสกปรก ฉลากเล็กๆ หรือ เศษกาวทำให้เม็ดพลาสติกรีไซเคิลมีสีเข้มขึ้นหรือ มีความใสลดลง นอกจากนี้ความชื้นในพลาสติก และความร้อนที่ใช้ในการหลอมพลาสติกยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการสลายตัว หรือเกิดการขาดของสายโซ่โมเลกุลของโพลิเมอร์ที่ใช้ทำพลาสติก ทำให้เม็ดพลาสติกรีไซเคิลมีสีเหลือง และมีสมบัติเชิงกลลดลงด้วย

   • การปรับปรุงโดยวิธีทางเคมี (Chemical modification)

     เนื่องจากเม็ดพลาสติกรีไซเคิลมีข้อจำกัดในด้านสมบัติ การขึ้นรูปและการใช้งาน ดังนั้น การปรับปรุงโดยวิธีการทางเคมีจะช่วยลดข้อจำกัดดังกล่าวหรือทำให้เม็ดรีไซเคิลมีลักษณะใกล้เคียงกับเม็ดใหม่ได้ การปรับปรุงนี้สามารถใช้ได้กับทั้งพลาสติกชนิดเดียวหรือพลาสติกผสม ถ้าเป็นพลาสติกชนิดเดียวก็จะใช้การเติมสารเคมีหรือใช้วิธีการผ่านด้วยรังสี แต่ถ้าเป็นพลาสติกผสมมักใช้สารช่วยในการผสมให้เข้ากันที่รู้จักกันโดยทั่วไปว่า Compatibilizer

   • การหลอมอัดรีดร่วมและการฉีดร่วม (Coextrusion and Coinjection moulding)

     เป็นอีกเทคนิคหนึ่งของการรีไซเคิลแบบทุติยภูมิซึ่งเหมาะสำหรับใช้ผลิตบรรจุภัณฑ์ที่ต้องสัมผัสกับอาหาร ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผลิตได้จากกระบวนการนี้จะมีลักษณะโครงสร้างเป็นชั้นๆ เหมือนแซนด์วิช โดยที่ผิวหน้าเป็นชั้นที่ผลิตจากพลาสติกใหม่ซึ่งมีความต้านทานต่อแรงดึงสูง ป้องกันการขีดข่วนได้ดีและมีสีสันน่าใช้ ส่วนชั้นกลางเป็นชั้นของพลาสติกรีไซเคิล

3. การรีไซเคิลแบบตติยภูมิ

   การรีไซเคิลแบบตติยภูมิแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ การรีไซเคิลทางเคมีและทางความร้อน

   • การรีไซเคิลทางเคมี (chemical recycling)

     เป็นกระบวนการที่ทำให้โครงสร้างสายโซ่ของพอลิเมอร์เกิดการขาดหรือแตกออก (Depolymerisation) ได้มอนอเมอร์ (Monomer) หรือโอลิโกเมอร์ (Oligomer) เป็นผลิตภัณฑ์เมื่อนำมาทำให้บริสุทธิ์โดยการกลั่นและตกผลึกได้เป็นสารตั้งต้นที่มีคุณภาพสูงซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตเป็นเพทได้ใหม่

   • การรีไซเคิลทางความร้อน (Thermolysis)

     โครงสร้างของเพทสามารถเกิดการแตกหรือขาดได้โดยใช้ความร้อน เรียกว่า Thermolysis แบ่งออกได้เป็น 3 วิธี คือ แบบไม่ใช้ออกซิเจน (Pyrolysis )แบบใช้ออกซิเจน (Gasification) และ การเติมไฮโดรเจน (Hydrogenation)

     Pyrolysis เป็นกระบวนการที่ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์เกิดการแตกออกโดยใช้ความร้อนแบบไม่ใช้ออกซิเจน ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการควบแน่นเป็น ของเหลวที่เรียกว่า น้ำมันดิบสังเคราะห์ (Synthetic crude oil) สามารถนำกลับไปใช้ในโรงกลั่นและส่วนที่ไม่เกิดการควบแน่นจะถูกนำกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการให้ความร้อนภายในกระบวนการ

     Gasification เป็นกระบวนการที่ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์ของเพทเกิดการแตกออกโดยใช้ความร้อนแบบใช้ออกซิเจน กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า Pyrolysis ผลลัพธ์ที่ได้คือ Syngas ซึ่งประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้โดยตรง แต่ถ้าทำการแยกก่อนนำมาใช้ในรูปของสารเคมีจะมีมูลค่าสูงขึ้น 2 – 3 เท่า

     Hydrogenation เป็นเทคนิคที่ปรับปรุงมาจากกระบวนการกลั่นน้ำมันแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา โดยสายโซ่พอลิเมอร์ของเพทจะถูกทำให้แตกหรือขาดออกจากกันด้วยความร้อนและสัมผัสกับไฮโดรเจนที่มากเกินพอที่ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ จนเกิดปฏิกิริยาแตกตัว (Cracking) และเกิดการเติมไฮโดรเจน (Hydrogenation) อย่างสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ที่ได้ส่วนใหญ่เป็นเชื้อเพลิงเหลว เช่น น้ำมันแก็สโซลีนหรือดีเซล

     กระบวนการรีไซเคิลทางความร้อนถือได้ว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์และคุ้มค่ากว่าการรีไซเคิลทางเคมีเพราะสามารถจัดการขยะที่เป็นพลาสติกผสมที่มีสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ที่ไม่ใช่พลาสติกได้ ในขณะที่การรีไซเคิลทางเคมีต้องใช้พลาสติกที่มีความสะอาดค่อนข้างสูงและมีการผสมหรือปนเปื้อนได้เพียงเล็กน้อย ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการเตรียมวัตถุดิบสูง อย่างไรก็ตามพลาสติกเพทที่จะนำมารีไซเคิลทางความร้อนก็ควรมีการคัดขนาดหรือกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกบ้าง

4. การรีไซเคิลแบบจตุภูมิ

   พลาสติกสามารถนำมาเผาไหม้เป็นเชื้อเพลิงทดแทน โดยการเผาไหม้ของพลาสติกให้ค่าความร้อนใกล้เคียงกับถ่านหิน (23 MJ/kg) ช่วยในการเผาไหม้ส่วนที่เป็นขยะเปียก ทำให้ลดปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ในการเผาขยะ

แม้ว่าทุกวันนี้การรีไซเคิลพลาสติกยังไม่ได้รับความนิยมมากนัก แต่ก็กำลังได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเวลาที่เราให้ความสำคัญกับสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ การนำพลาสติกที่ผ่านการใช้งานแล้วกลับมารีไซเคิลใช้ซ้ำจึงเป็นอีกหนทางหนึ่งที่จะช่วยให้เรารักษาความสวยงามและความอุดมสมบูรณ์ของทรัพยากรธรรมชาติไว้ได้ ซึ่งอีกไม่นานเราก็จะก้าวข้ามเข้าสู่ศตวรรษใหม่ที่วิทยาการและเทคโนโลยีต่างๆ จะได้รับการพัฒนาให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น คนแห่งศตวรรษใหม่อาจต้องเปลี่ยนวิสัยทัศน์เกี่ยวกับพลาสติก เมื่อพลาสติกที่ผ่านการใช้งานแล้วในศตวรรษหน้าไม่ได้กลายเป็นขยะอีกต่อไป แต่กลับกลายเป็นทรัพยากรสำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์เพื่ออนุรักษ์สิ่งแวดล้อม

Reference: http://www2.mtec.or.th/th/special/biodegradable_plastic/plastic_recycle.html