Pulp หรือ เยื่อ นั้นก็คือ องค์ประกอบที่มาจากไม้ (wood) หรือ Lignocellulose material (cellulose + lignin) แล้วนำมาทำให้แยกจากกันด้วยวิธี ทางกล (Mechanical Pulp) หรือทางเคมี (Chemical Pulp) เพื่อให้ได้เส้นใย (fiber) ที่เป็นอิสระจากองค์ประกอบอื่นๆ และสามารถกระจายในน้ำ และสานตัวเป็นแผ่นได้
ชนิดของเยื่อ ที่แบ่งตามกระบวนการผลิต
- Chemical Pulps หรือเยื่อทางเคมี เช่น Kraft, Sulfite, Soda ส่วนใหญ่จะผลิตออกมาเป็น กระดาษพิมพ์ เขียน (Printing and Writing), กระดาษน้ำตาล หรือกระดาษเหนียว (Kraft paper) และกระดาษทิชชู่
- Mechanical Pulps หรือเยื่อทางกล เช่น SGW , TMP, RMP จะผลิตออกมาเป็น กระดาษหนังสือพิมพ์ กระดาษแมกกาซีน เหมาะกับการใช้งานชั่วคราว และไม่ต้องการความแข็งแรงมากนัก
- Semimechanical Pulps เช่น CTMP คือเยื่อกึ่งเคมี กึ่งทางกล จะผลิตออกมาเป็น กระดาษทำลอนลูกฟูก (Corrugating medium), กระดาษแข็ง (Paper board) หรือ กระดาษพิมพ์เขียน (คุณภาพจะต่ำกว่าแบบ chemical pulp)
ชนิดของเยื่อ ที่แบ่งตามการฟอกเยื่อ
- Unbleached Pulps: เยื่อที่ไม่ได้ผ่านกระบวนการฟอก เป็นเยื่อสี่น้ำตาล ใช้ทำพวกบรรจุภัณฑ์ เช่น กระดาษน้ำตาล (Kraft paper), กระดาษลอนลูกฟูก (Corrugating medium) และ กระดาษแข็ง (Paper board)
- Bleached Pulps: เยื่อที่ผ่านกระบวนการฟอกขาวแล้ว ได้ออกมาเป็นเยื่อสีขาว ใช้ทำพวกกระดาษพิมพ์ เขียน (Printing and Writing) กระดาษทิชชู่ และกระดาษหนังสือพิมพ์ (ในกรณีที่มีการฟอกไม่มาก)
ชนิดของเยื่อ ที่แบ่งตามแหล่งวัตถุดิบ
- Softwood Pulps เป็นเยื่อจากไม้ ที่มีเส้นใยยาว หรือ long fiber เช่น ต้นสปูซ (Spruce), ต้นสน (Pine)
- Hardwood Pulp เป็นเยื่อจากไม้ ที่มีเส้นใยสั้น หรือ short fiber ซึ่งจะเป็นต้นไม้ที่มีอยู่ในประเทศไทย เช่น ยูคาลิปตัส, ต้นกระถิน (Acacia)
- Nonwood Pulp เช่น ชานอ้อย (Bagasse), ไผ่ (Bamboo)
- Virgin Pulps เป็นเยื่อที่ผลิตมาจากพืชโดยตรง ยังไม่ผ่านการใช้งาน
- Recycled Pulps เยื่อที่หมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่
- Dissolving Pulps เยื่อที่นำไปผลิตเป็น cellulose derivatives (ผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างหลักเป็น cellulose)
- Fluff Pulps เยื่อที่นำมากระจายจนฟู นำไปใช้สำหรับการดูดซับของเหลว เช่น ผ้าอ้อม ผ้าอนามัย ทิชชู่เปียก)
โดยการเรียกเยื่อแต่ละชนิดนั้น ก็ขึ้นอยู่กับว่าเราต้องการโฟกัสที่อะไร แต่ส่วนมากก็จะเรียกหลักๆก็คือ เยื่อใยสั้น กับ เยื่อใยยาว ซึ่งอย่างที่กล่าวไป ในประเทศไทยเรานั้นจะมีแต่เส้นใยที่เป็นใยสั้น ถ้าเราต้องการใยยาวก็ต้องมีการนำเข้าเยื่อจากต่างประเทสเข้ามา หรือาจเป็นการใช้เยื่อ Recycled ที่มาจากต่างประเทศ ก็จะได้เส้นใยยาวมาใช้ แต่ในราคาต้นทุกที่ถูกลง แต่ก็ต้องแลกกับความแข็งแรงกละความสะอาดของเยื่อ
การที่เราจะนำเยื่อมาแต่ละชนิดมาใช้ก็ต้องมีการทดสอบคุณสมบัติต่างๆของเยื่อ เพื่อที่จะดูว่าเราควรผสมสูตรเยื่อยังไง ให้มีคุณสมบัติที่ดีที่สุด แต่ต้นทุนต่ำสุด เพราะโดนส่วนมาก ในการผลิตกระดาษนั้น ก็จะเป็นการผสมเยื่อทั้ง virgin pulps เข้ากับ recycled pulps อยู่ที่ว่ากระดาษที่เราต้องการนั้นต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้าง
คุณสมบัติของเยื่อ (Pulp Properties)
ในการทดสอบคุณสมบัติของเยื่อนั้น สามารถแบ่งออกเป็น 4 หัวข้อหลักได้ดังนี้
- Identification of Pulp Fibers (ชนิดของเส้นใย)
- Fiber Dimensions (ขนาดเส้นใย)
- Chemical Testing of Pulp (การวิเคราะห์ด้วยสารเคมี)
- Physical Testing of Pulp (การทดสอบสมบัติทางกายภาพ)
Identification of Pulp Fibers
- ชนิดของไม้ (Wood species) : ส่งผลต่อคุณสมบัติของเส้นใย โดยจะดูที่ ชนิดของเซลล์ ขนาด ณูปร่าง การจัดเรียงตัว
- กรรมวิธีในการผลิต (Type of pulps) จะใช้ทดสอบโดยการย้อมสี เช่น ใช้ Iodine-iodide reagent มาย้อมสี โดยถ้าเป็น cellulose จะเปลี่ยนเป็นสี น้ำเงิน หรือ ม่วง ส่วน lignin จะเปลี่ยนเป็น สีเหลือง
Fiber Dimensions
- Fiber length ความยาวของเส้นใย : ถ้ามีความยาวของเส้นใยสูง ก็จะมีความต้านทานต่อแรงฉีกขาดสูง (Tear Strength) แต่จะส่งผลต่อค่าความต้านทานแรงดันทะลุ (Burst) และค่าความต้านทานแรงดึง (Tensile) แค่เล็กน้อย และเส้นใยที่ยาวกว่าจะได้กระดาษที่หนา และฟู
- Fiber width ความกว้างของเส้นใย
- Fiber wall thickness ความหนาของผนังเซลล์
- Fiber coarseness ความหยาบของเส้นใย : เป็นตัวชี้วัดความหนาของผนังเซลล์ เป็นค่าน้ำหนักของผนังเซลล์เส้นใยในความยาว 100 m (mg/100) ซึ่งจะสัมพันธ์กับ density ของไม้ เช่น ถ้ามีค่า coarseness สูง แสดงว่าผนังเซลล์มีความหนามาก ส่งผลให้มีความสามารถในการยุบตัวน้อย ทำให้โอกาสในการเกิดพันธะระหว่างเส้นใยก็จะน้อยตามไปด้วย ส่งผลต่อความแข็งแรงของระดาษ
- Fiber angle มุมของการเรียงตัวของ fibril ในแต่ละชั้นของผนังเซลล์
Chemical Testing of Pulp
- Kappa number การหาปริมาณของ lignin โดยถ้าในเยื่อนั้นมีปริมาร lignin เยอะ ก็จะได้ค่า kappa number สูง
- Cellulose solution viscosity การวัดความหนืดของสารละลาย cellulose เพื่อดูว่าปฎิกิริยาการต้มเยื่อ และการฟอกเยื่อ ทำลาย cellulose ไปมากน้อยเท่าไร
- Alpha cellulose เป็นตัวบ่งบอกปริมาณของ cellulose ที่มีมวลโมเลกุลสูง
- Pentosan content เป็นตัวบ่งบอกปริมาร Hemicellulose (น้ำตาล 5 โมเลกุล)
และสุดท้ายจะเป็นการหา Physical properties ซึ่งสามารถอ่านต่อได้ในบทความถัดไป
โดยจากการทดสอบ Pulp หรือ เยื่อ ที่กล่าวมานั้น ก็จะมีความสำคัญที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน หรือ application ของเยื่อที่เราจะนำไปใช้ อย่างการหา Fiber Dimension ทาง Chemical House นั้น มีเครื่องทดสอบสำหรับการหาขนาดของเส้นใย ไม่ว่าจะเป็นความยาว ความกว้าง รวมถึงความหยาบของเส้นใย (Coarseness) เป็นเครื่อง Fiber Quality Analyzer (FQA) จากแบรนท์ Optest ประเทศแคนาดา
สามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ppsales@chemihouse.com
หรือ Add line จาก QR Code ด้านล่าง
