เทคโนโลยีทดแทนหมึกพิมพ์สีดำจากสารปิโตรเลียม มาใช้หมึกไบโอสีดำจากสาหร่าย
รศ.ดร.จันทิรา โกมาสถิตย์
(D.Eng., Material Engineering, Gifu University, Japan)
ช่วงเวลาที่ผ่านมาตั้งแต่อดีตจวบจนปัจจุบัน ผงสีที่ผลิตทำเป็นหมึกพิมพ์สีดำในอุตสาหกรรมคือ ผงสีดำคาร์บอนแบล็ค (carbon black) หรือผงถ่านดำ ซึ่งมักผลิตด้วยกระบวนการเผาไหม้สารปิโตรเลียม หมายความว่า ย่อมไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และไม่ใช่เทคโนโลยีที่ยั่งยืน เนื่องจาก
- คาร์บอนแบล็คผลิตจากสารปิโตรเลียม เช่น น้ำมันปิโตรเลียม ก๊าซปิโตรเลียม เป็นวัตถุดิบประเภทปลูกทดแทนไม่ได้ (non-renewable source) ใช้แล้วหมดไปเกิดทดแทนได้ยากและย่อยสลายช้า ผลิตภัณฑ์ใดที่มีผลิตจากสารปิโตรเลียมย่อมไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- ต้องใช้พลังงานสูงในกระบวนการผลิต เช่น เผาไหม้ที่ความร้อนระหว่าง 1300-1500 องศาเซลเซียส
- อันตรายต่อสุขภาพ มีผลระคายเคืองและก่ออาการอักเสบต่ออวัยวะที่สัมผัส ได้แก่ ดวงตา จมูก คอ และปอด มีรายงานพบการป่วยมะเร็งปอดในผู้ทำงานกับผงคาร์บอนแบล็คเป็นประจำ จึงกล่าวได้ว่า ผงคาร์บอนแบล็ค สามารถก่อให้เกิดโรคมะเร็งปอดได้ หากสูดดมเข้าไปอย่างต่อเนื่องในช่วงระยะเวลาหนึ่ง
เมื่อคาร์บอนแบล็คฐานปิโตรเลียมถูกจับตามองว่าผลิตจากวัตถุดิบที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและกระบวนการผลิตสิ้นเปลืองพลังงานสูง อาจใช้โลหะหนักเป็นสารเร่งปฏิกิริยา และเป็นอันตรายต่อสุขภาพมนุษย์
ดังนั้น การวิจัยทดลองผลิตผงสีดำชนิดชีวภาพจากวัตถุดิบที่ปลูกทดแทนได้ (Renewable biomass) จึงเริ่มต้นขึ้น โดยมีการทดลองใช้สาหร่ายเป็นวัตถุดิบชีวภาพทดแทนอีกทางเลือกหนึ่ง แม้ว่าผงสีดำจากสาหร่ายก็เป็นคาร์บอนแบล็ค คือ ผ่านกระบวนการเผาไหม้ แต่ก็ใช้ความร้อนต่ำกว่าชนิดสารปิโตรเลียมอย่างมาก เพราะอาศัยพลังงานน้อยในการสลายโมเลกุล จึงไม่ใช้ความร้อนสูง ต่อมาหมึกพิมพ์สีดำเข้มจากสาหร่ายสามารถผลิตขึ้นมาใช้พิมพ์แทนหมึกพิมพ์จากผงสีดำคาร์บอนแบล็คฐานปิโตรเลียมได้สำเร็จ กำลังเป็นที่รู้จักมากขึ้น และเรียกหมึกนี้ว่า Algae ink มีข้อดีกว่าหมึกดำดั้งเดิมที่ผสมคาร์บอนแบล็คฐานปิโตรเลียมหลายประการ คือ ไม่เป็นพิษ ย่อยสลายได้เร็ว ให้คาร์บอนฟุตปรินต์ต่ำ และผลิตจากแหล่งธรรมชาติที่ปลูกทดแทนได้
เริ่มแรกของการใช้งาน คือ สามารถผสมในหมึกพิมพ์สกรีน หมึกพิมพ์พ่นหมึก (Inkjet) รวมถึงทดลองใช้เป็นหมึกพิมพ์งาน 3D
การผลิตผงสีดำจากสาหร่าย จากเศษสาหร่ายสไปรูไลน่า สาหร่ายคลอเรลลา ที่เหลือจากอุตสาหกรรมสกัดอาหารเสริม ตากแห้ง แล้วนำไปเผาแบบไพโรไรซิสภายใต้สูญญากาศเพื่อป้องการการเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จนได้ผงคาร์บอนดำ สามารถนำไปผสมกับสารยึดเรซินจากธรรมชาติเพื่อให้เป็นหมึกพิมพ์รักษ์โลก ปลอดสารพิษ เป็นมิตรได้
