ผลิตภัณฑ์กระดาษหัตถกรรมทนน้ำ

นักวิจัยมก.จดอนุสิทธิบัตร การพัฒนากรรมวิธีการผลิตเยื่อและกระดาษหัตถกรรมทนน้ำ โดยการเคลือบด้วยสารละลายกลูโคแมนแนน หรือแป้งจากผงบุก ทำให้กระดาษสามารถแช่อยู่ในน้ำได้นานโดยไม่ขาดและหลังจากกระดาษแห้งแล้วยังมีคุณสมบัติและสามารถใช้งานได้เหมือนเดิม เพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุทางการเกษตรที่นำมาผลิตกระดาษหัตถกรรมและสร้างรายได้ให้กับกลุ่มวิสาหกิจชุมชนที่ผลิตผลิตภัณฑ์หัตถกรรมจากกระดาษ

กระดาษหัตถกรรม หรือกระดาษทำด้วยมือ หมายถึงแผ่นวัสดุที่ได้จากการนำเอาเส้นใยตั้งแต่ชนิดเดียว หรือหลาย ๆ ชนิดมาผสมกัน แล้วนำไปทำเป็นแผ่นซึ่งมีหลายวิธี เช่น แบบญี่ปุ่น ใช้วิธีเพิ่มความหนาของเยื่อทีละชั้นโดยการกลิ้งเยื่อไปมาบนแผ่นกระดาษ แบบไทยและอีกหลายๆประเทศใช้วิธีให้เยื่อทับถมกัน เส้นใยส่วนใหญ่จะมีทั้งเส้นใยยาวจากเยื่อปอสา และเส้นใยสั้นจากพืชอื่น ๆ เช่น ชานอ้อย ฟางข้าว ผักตบชวา รวมทั้งมูลสัตว์ เช่นมูลช้าง การทำกระดาษหัตถกรรมใช้หลักการเพื่อให้เส้นใยมายึดเกาะกันระหว่างเส้นใย หลังจากกระดาษแห้งแล้วจะมีคุณภาพลดลงเมื่อสัมผัสกับน้ำหรือความชื้น กระดาษจะขาดได้ง่าย

นายวุฒินันท์ คงทัด นักวิจัยเชี่ยวชาญ ร่วมกับ ดร.สุธีรา วิทยากาญจน์ และ ดร. รัตนา ตันฑเทอดธรรม   จากฝ่ายเทคโนโลยีชีวมวลและพลังงานชีวภาพ สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้ร่วมกันพัฒนากรรมวิธีการผลิตกระดาษหัตถกรรมให้ทนน้ำ โดยการเคลือบด้วยสารละลายกลูโคแมนแนน หรือแป้งจากผงบุก เพื่อให้กระดาษหัตถกรรมมีคุณสมบัติทนต่อการแช่น้ำได้นานโดยไม่ขาดและหลังจากกระดาษแห้งแล้วสามารถใช้งานได้เหมือนเดิม

 กลูโคแมนแนน (Glucomannan) เป็นสารประกอบสำคัญที่มีอยู่มากในหัวบุก และว่านหางจระเข้ ทางการแพทย์ใช้ในการควบคุมน้ำหนัก เนื่องจากมีใยอาหารสูง เป็นองค์ประกอบของน้ำตาลเชิงซ้อนขนาดใหญ่ที่ร่างกายของคนย่อยไม่ได้ และมีคุณสมบัติสามารถดูดซับน้ำได้ 50-200 เท่า เป็นสารเพื่อเนื้อสัมผัสที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ใช้ประโยชน์ในการให้ความคงตัว กลูโคแมนแนนมีคุณสมบัติพิเศษในการเกิดเจล และผลจากงานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่า สามารถเพิ่มความแข็งแรงของกระดาษได้ โดยการเคลือบด้วยสารละลายจากกลูโคแมนแนน และไคโตแซน

           ลักษณะของเปลือกปอสาเกรด A ที่มัดแบบบัลเดิ้ล

การพัฒนากระดาษหัตถกรรมทนน้ำ ดำเนินงานโดยได้ทดลองผลิตกระดาษหัตถกรรมที่นิยมมากสุดคือกระดาษปอสา โดยใช้เปลือกปอสาเกรด A ทำการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี วิเคราะห์สัณฐานวิทยาของเส้นใยปอ ทำการผลิตแผ่นกระดาษจากปอสาด้วยมือตามวิธีแบบไทย และทดสอบสมบัติเชิงกลของกระดาษสา โดยใช้กระดาษคราฟท์เป็นตัวเปรียบเทียบ เนื่องจากกระดาษคราฟท์ที่ผลิตโดยเครื่องจักรมีความสม่ำเสมอของเนื้อกระดาษมากกว่า ดังนั้นความแตกต่างที่เกิดขึ้นจะเกิดจากการเคลือบด้วยสารละลายจากกลูโคแมนแนนไม่ใช่เกิดจากกระดาษเพราะถ้าหากเปรียบเทียบด้วยกระดาษทำมือจากการผสมเยื่อใยสั้นของกล้วย สับปะรดหรือเส้นใยอื่นๆ ที่อาจจะมีข้อโต้แย้งถึงความแตกต่างที่เกิดจากการผลิตกระดาษที่ไม่สม่ำเสมอได้ตามมาตรฐาน

จากนั้นทำการทดลองปรับปรุงคุณสมบัติการทนน้ำของกระดาษสา ด้วยการเคลือบด้วยกลูโคแมนแนน    โดยทดสอบเพื่อหาระดับที่เหมาะสมของความเข้มข้นของสารละลายกลูโคแมนแนน ทำการทดสอบความต้านทานแรงดึงของกระดาษขณะเปียกและเมื่อกระดาษแห้งแล้ว รวมทั้งคุณสมบัติเชิงกลต่างๆ เช่นความต้านทานแรงหักพับ ต้านแรงฉีกขาด ต้านแรงดันทะลุ ฯลฯ ของกระดาษที่เคลือบสารละลายระดับต่างๆ

                       ขั้นที่ 1 ต้มวัตถุดิบ                                               ขั้นที่ 2 ฟอกขาว

                                                                   ขั้นที่ 3 ตีเยื่อ

                                             ขั้นที่ 4 ทำแผ่น และตากให้แห้ง

       ขั้นที่ 5 เคลือบผงบุก และตากให้แห้ง                                    ขั้นที่ 6 แช่ด่าง                                              

                   ขั้นที่ 7 ล้างด่าง                                         ขั้นที่ 8 ตากให้แห้ง

      ตัวอย่างกระดาษหลังปรับสภาพเจล

ผลการทดลองพบว่ากระดาษสาและกระดาษคราฟท์ที่เคลือบด้วยสารละลายกลูโคแมนแนนที่ความเข้มข้น 0.5% โดยปริมาตร เมื่อแห้งแล้วนำไปแช่สารละลายด่างโซเดียมคาร์บอเนตที่ pH 11 เป็นเวลา 20 นาที เพื่อปรับสภาพของเจลให้เปลี่ยนสภาพเป็นเจลที่ไม่ละลายน้ำ กระดาษที่ผ่านการปรับสภาพแล้วจะมีความสามารถทนต่อการแช่น้ำได้นานมากกว่า 8 ชั่วโมง โดยที่สมบัติเชิงกลและความแข็งแรงไม่ต่างไปจากเดิม กระดาษสามารถนำมาใช้ทำผลิตภัณฑ์ได้เหมือนกับกระดาษที่ไม่ผ่านการเคลือบ และเมื่อทดลองนำสารละลายกลูโคแมนแนนไปเคลือบกระดาษสาผสมเยื่อฟางข้าว กระดาษสาผสมเยื่อชานอ้อย และกระดาษสาผสมเยื่อทะลายปาล์มน้ำมัน โดยใช้เยื่อปอสา 70% ของน้ำหนักเยื่อแห้ง เมื่อทำการทดสอบการแช่น้ำกระดาษที่ผ่านการเคลือบและปรับสภาพเจลแล้ว กระดาษจะมีความสามารถในการแช่น้ำได้นานมากกว่า 8 ชั่วโมง โดยคุณภาพยังเหมือนเดิมเช่นกัน ผลการทดลองแสดงว่าสารละลายด่างโซเดียมคาร์บอเนตสามารถปรับสภาพของเจลกลูโคแมนแนนให้เปลี่ยนสภาพเป็นเจลที่ไม่ละลายน้ำได้จริงโดยที่จะใช้เคลือบกระดาษอะไรก็ได้

 ผลการวิจัยการพัฒนาให้กระดาษมีคุณสมบัติทนน้ำ สามารถแช่อยู่ในน้ำได้นานโดยไม่ขาดและนำมาใช้งานได้เหมือนเดิม นับเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับผู้ผลิตกระดาษหัตถกรรม OTOP และผู้ที่จะนำไปใช้พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ หรือต่อยอการดผลิตกระดาษหัตถกรรมอื่นๆ เนื่องจากผงกลูโคแมนแนน เช่นแป้งจากหัวบุก ที่ใช้ศึกษาทดลองมีอยู่ในประเทศของเรา เป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับกระดาษหัตถกรรมและผลิตผลทางการเกษตรของประเทศได้อีกทางหนึ่ง

ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. หัวหน้าโครงการ : นายวุฒินันท์ คงทัด ฝ่ายเทคโนโลยีชีวมวลและพลังงานชีวภาพ สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เรื่อง : ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th

นายวุฒินันท์ คงทัด