ถึงแม้บรรจุภัณฑ์สารเคมีกลุ่มพลาสติกได้รับความนิยมอย่างมากในหลายอุตสาหกรรม แต่ไม่สามารถการันตีว่าพลาสติกทุกชนิดมีความเหมาะสมสำหรับใช้บรรจุสารเคมีทุกชนิด เพราะแม้ขวดใส่สารเคมีภายนอกจะดูแข็งแรงและใช้งานได้ตามปกติ แต่เมื่อบรรจุสารเคมีบางประเภทในขวด แกลลอน ถังพลาสติกใส่สารเคมีเป็นเวลานาน อาจเกิดปัญหาขวดพลาสติกบวม เปลี่ยนรูป เนื้อพลาสติกเปราะ แตกร้าว หรือรั่วซึม ซึ่งสิ่งที่เกิดขึ้นอาจนำไปสู่ความเสียหายของสินค้าและต้นทุนที่เพิ่มขึ้น ทำให้เจ้าของธุรกิจควรทำความเข้าใจเพื่อเลือกใช้พลาสติกเป็นบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม
สาเหตุขวดพลาสติกใส่สารเคมีเปลี่ยนสภาพเกิดจากอะไร ?
การเปลี่ยนแปลงของขวดพลาสติกใส่สารเคมีเกิดจากสารเคมีบางชนิดสามารถทำปฏิกิริยากับเนื้อพลาสติก จนทำให้แตก รั่ว ขวดพลาสติกเสียรูปหรือซึมเข้าไปในโครงสร้างของวัสดุ ทำให้คุณสมบัติของพลาสติกเปลี่ยนแปลง คือ
1.การซึมผ่านของสารเคมี (Chemical Permeation)
การซึมผ่านของสารเคมีเข้าสู่ขวดบรรจุภัณฑ์สารเคมีมีโอกาสเกิดขึ้นได้ เพราะสารเคมีบางประเภทสามารถซึมผ่านผนังบรรจุภัณฑ์ ด้วยวิธีการเคลื่อนที่ของสารเคมีในระดับโมเลกุล โดยในขณะที่โมเลกุลกำลังเคลื่อนผ่านขวดพลาสติก ถังพลาสติกใส่สารเคมีหรือแกลลอนพลาสติกยังไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่เมื่อใช้เวลาสารเคมีจากภายนอกทำปฏิกิริยากับขวดพลาสติกแล้ว สิ่งที่ตามมาคือ
- ความแข็งแรงของขวดพลาสติกใส่สารเคมีลดลง
- ทำให้พลาสติกทนสารเคมีเกิดการเปลี่ยนแปลงเช่นเสียรูปทรง
- อายุการใช้งานรวมถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์สั้นลงได้
2. การบวมและการเปลี่ยนรูป (Swelling)
ขวดพลาสติกบวมหรือมีการเปลี่ยนรูปทรงของขวดสารเคมีบางชนิด มีสาเหตุน่าสนใจดังนี้
2.1. พลาสติกดูดซึมสารเคมี
หลังจากขวดพลาสติกใส่สารเคมีดูดซึมสารเคมีบางชนิดเข้าไปในเนื้อวัสดุ ซึ่งสารเคมีนั้น ๆ อาจมีขั้วโมเลกุลใกล้เคียงกับพลาสติกชนิดนั้น ๆ อาจทำให้สารเคมีที่ซึมเข้าไปแทรกระหว่างสายโพลีเมอร์พลาสติก จนเพิ่มระยะห่างระหว่างโพลีเมอร์ขยายกว้างขึ้น และเกิดอาการทางกายภาพที่เห็นได้บ่อยคือ ขวดพองและมีการขยายตัว (Swelling) เกลียวฝาหลวมหรือมีการรั่วซึม รวมถึงสามารถทำให้ขวดพลาสติกเสียรูปทรง
2.2. ความผิดพลาดจากโรงงานผลิต
ในกรณี Plastic Swelling ที่เกิดจากความผิดพลาดของโรงงานผลิตบรรจุภัณฑ์พลาสติกและโรงงานผลิตแกลลอนพลาสติก เนื่องจากเครื่องจักรล็อตที่ผลิตมีปัญหา หรือมีขวดบรรจุภัณฑ์บางส่วนมีการตรวจสอบคุณภาพ หรือ Quality Control (QC) ไม่ได้มาตรฐาน ทำให้แรงดันภายในขวด ฝา หรือชิ้นส่วนต่าง ๆ เกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์ไม่สามารถรองรับการใช้งานเพื่อบรรจุสารเคมีได้ เนื่องจากมีปริมาตร ความหนา และแรงดันลดน้อยลง
3. ความเปราะและการแตกร้าว (Environmental Stress Cracking – ESC)
ความเปราะและการแตกร้าวของขวดบรรจุภัณฑ์สารเคมีพลาสติก เกิดจากสารเคมีทำปฏิกิริยาร่วมกับแรงดึงหรือแรงกดที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต การขนส่ง หรือการจัดเก็บ อาจทำให้เกิดรอยร้าวเล็ก ๆ และขยายตัวจนขวดพลาสติกแตกร้าวหรือรั่วได้ โดยมักเกิดจากการผสมผสานระหว่างแรงเค้นทางกล และสารเคมีจากสิ่งแวดล้อม แม้ว่าสารเคมีบางชนิดจะไม่ได้รุนแรงพอที่จะทำปฏิกิริยากับขวดพลาสติกโดยตรงหรือเกิดการแตกร้าวจนขยายใหญ่ขึ้น (Stress Cracking) ก็ตาม
4. อุณหภูมิและสภาพการจัดเก็บ
ปัจจัยที่ทำให้ขวดพลาสติกบวม มีการเปลี่ยนรูปทรงอีกข้อคือ อุณหภูมิสูง แสงแดด ความชื้นสัมพัทธ์ หรือสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมระหว่างการจัดเก็บขวดพลาสติก หรือการจัดเก็บผลิตภัณฑ์หลังการบรรจุ อาจเร่งการเปลี่ยนแปลงของพลาสติกและเพิ่มความเสี่ยงต่อการเสื่อมสภาพของบรรจุภัณฑ์ จนนำไปสู่การบวมพอง (Plastic Swelling) และซึมของขวดได้
Chemical Compatibility คืออะไร? และวิธีเลือกบรรจุภัณฑ์สารเคมีอย่างไรให้เหมาะสม
Chemical Compatibility หรือความเข้าได้ทางเคมี หมายถึง ความสามารถของวัสดุสองชนิดขึ้นไปของสารเคมี วัสดุ หรือบรรจุภัณฑ์สารเคมีขวดพลาสติก ที่จะอยู่ร่วมกันในที่เดียว หรือต้องสัมผัสกันได้โดยไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่เป็นอันตราย จนเกิดความเสียหายต่อบรรจุภัณฑ์ รวมถึงไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่บรรจุในขวดพลาสติก ซึ่งความเข้ากันของบรรจุภัณฑ์และผลิตภัณฑ์สินค้าจะต้องเข้ากันได้ทั้ง 3 ส่วน คือ
ทางเคมี (Chemical Incompatibility)
การเลือกใช้วัสดุผลิตบรรจุภัณฑ์บรรจุสารเคมี หรือ Chemical Compatibility ที่เหมาะสมต่อการใช้ในอุตสาหกรรมเคมี เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการทำปฏิกิริยากับขวดพลาสติก หรือเนื้อผลิตภัณฑ์จนเกิดความเสียสภาพทั้งรูปทรงของขวดพลาสติก คุณภาพ สีและกลิ่นของผลิตภัณฑ์
ทางกายภาพ (Physical incompatibility)
การเลือกใช้ขวดพลาสติกทนสารเคมีให้เหมาะสมกับผลิตภัณฑ์ป้องกันอันตรายทางกายภาพได้อย่างชัดเจน ไม่ว่าจะเป็นการซึมออก ขวดพลาสติกแตกร้าว ลอก ละลาย หรือเกิดการเสียทรงของบรรจุภัณฑ์ ยกตัวอย่างเช่น สารกันแดดไม่เหมาะสมกับพลาสติกประเภท PET แต่สามารถใส่ในพลาสติกกลุ่ม PP หรือ PCTA ได้ เป็นต้น
ทางชีวภาพ (Bio Incompatibility)
การเข้ากันไม่ได้ทางชีวภาพทำให้สารบางชนิดที่เป็นส่วนผสมของบรรจุภัณฑ์สามารถซึมเข้าสู่เนื้อผลิตภัณฑ์ได้ จากสารทำละลายตกค้าง สารเติมแต่งที่ในขวดพลาสติกบางชนิด สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย รวมถึงธาตุโลหะหนัก โดยปฏิกิริยาทั้งหมดส่งผลเสียต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไม่เต็มประสิทธิภาพ จึงต้องมีข้อกำหนดทางกฎหมายเพื่อป้องกันอันตรายจากการทำปฏิกิริยาต่าง ๆ ของผลิตภัณฑ์
วิธีการเลือกใช้ขวดพลาสติกให้เหมาะสมกับชนิดของสารเคมี เพื่อป้องกันขวดพลาสติกบวม
การเลือกใช้ขวดพลาสติกใส่สารเคมีให้เหมาะสมกับชนิดของสารเคมี ควรพิจารณาจากคุณสมบัติของชนิดของพลาสติกแต่ละชนิด และการทนต่อสารเคมี ความหนา และความป้องกันแสงหรือก๊าซของพลาสติกแต่ละประเภท เพื่อป้องกันไม่ให้แกลลอนใส่สารเคมีพลาสติกเสื่อมสภาพ ขวดบวม ยุบตัว นิ่มย้วย หรือแตกร้าว หรือเกิดปฏิกิริยาเคมีรั่วไหล โดยต้องพิจารณาจากคุณสมบัติของพลาสติกดังนี้
HDPE (High-Density Polyethylene หรือพลาสติกเนื้อขุ่น/หนา)
พอลิเอทิลีนที่ผลิตจากแก๊สเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูง เป็นพลาสติกโครงสร้างโซ่ตรงที่มีการจัดเรียงโมเลกุลชิดติดกันเป็นระเบียบ ทำให้มี HDPE ทนสารเคมีคุณสมบัติขุ่น เหนียว ทนทาน และป้องกันการซึมผ่าน (Chemical Permeation) ได้ดีเยี่ยม จึงเป็นพลาสติกบรรจุภัณฑ์ HDPE ชนิดหนึ่งที่หลายอุตสาหกรรมเลือกนำมาใช้เป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับน้ำยาทำความสะอาด โดยเฉพาะกลุ่มของเคมีภัณฑ์และน้ำยาต่าง ๆ เช่น น้ำยาล้างจาน น้ำยาซักผ้า สบู่เหลว ยาสระผม น้ำยาทำความสะอาด และสารฟอกขาว (bleaching)
คุณสมบัติของ HDPE ด้าน Chemical Compatibility
- ขึ้นรูปทรงต่าง ๆ ได้ง่าย และสามารถนำกลับเข้าสู่กระบวนรีไซเคิลได้
- มีความเหนียวและทนต่อแรงกระแทกสูง ไม่เปราะแตกง่ายเมื่อตกหล่น
- ป้องกันความชื้นและน้ำได้ดี มีอัตราการซึมผ่าน (Chemical Permeation) ของน้ำและความชื้นต่ำมาก
- HDPE ทนสารเคมี ทนต่อกรดและด่างได้ จึงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดแก่ หรือด่างแก่ หรือสารทำความสะอาดทั่วไป
ข้อจำกัดและข้อควรระวังในการใช้ HDPE
บรรจุภัณฑ์ HDPE ไม่ทนต่อสารออกซิไดซ์รุนแรง หรือมีกรดไนตริกเข้มข้น หรือสารเคมีออกซิไดซ์แรง ๆ อาจทำให้โครงสร้างพลาสติกเสื่อมสภาพ
- ไม่เหมาะสำหรับบรรจุตัวทำละลายอินทรีย์เข้มข้น เช่น กลุ่มทินเนอร์, Xylene หรือน้ำมันเชื้อเพลิง ทำให้ขวดหรือแกลลอนใส่สารเคมีบวมพองหรือเสียทรงได้
- เสี่ยงต่อการแตกร้าวจากแรงเค้นหรือแรงดันหากใส่น้ำยาที่มีสารลดแรงตึงผิวสูงหรือมีสารเคมีกัดกร่อน
PET (Polyethylene Terephthalate หรือพลาสติกเนื้อใส)
พลาสติก PET เป็นพลาสติกคืนรูปที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ มีลักษณะโปร่งแสง ทนความร้อนได้ในอุณหภูมิไม่สูงมากนัก จึงสามารถนำเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลหรือการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยนิยมใช้ในการบรรจุภัณฑ์อาหาร เครื่องดื่ม สารเคมีเกษตรที่ไม่รุนแรง เช่น โพแทสเซียมไนเตรด กรดอะมิโน สารสกัดจากสาหร่าย กรดฟุลวิก และแคลเซียมคลอไรด์ ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง โลชั่น สบู่ และยา เป็นต้น
คุณสมบัติของ PET ด้าน Chemical Compatibility
- น้ำหนักเบา ช่วยลดต้นทุนและอำนวยความสะดวกในการขนส่ง
- ใส่ โปร่งแสงและเงางาม ทำให้มองเห็นสินค้าภายในอย่างชัดเจน ช่วยเพิ่มแรงจูงใจในการซื้อสินค้า
- ป้องกันก๊าซและความชื้นเข้าและออกได้ดี จึงช่วยคงคุณภาพและยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ภายในบรรจุภัณฑ์
- ทนต่อสารเคมี กรด และด่างอ่อน ๆ และป้องกันการรั่วซึมของสารเคมีได้ จึงนิยมนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม ยา ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและอาหาร
ข้อควรระวังการใช้งาน PET
- ไม่ทนด่างแก่ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งทำให้เนื้อ PET เสื่อมสภาพ
- ไม่เหมาะกับอะซิโตน คีโตน และตัวทำละลายกลุ่มคลอรีน
- เสี่ยงแตกร้าวจากแรงเค้นร่วมกับสารเคมี (Environmental Stress Cracking) มากกว่า HDPE และ PP
- มีข้อจำกัดในการทนความร้อน โดยสามารถทนความร้อนได้ที่ 60-70 องศาเซลเซียสเท่านั้น
- การใช้ซ้ำโดยยังไม่ผ่านกระบวนการทำความสะอาดที่เหมาะสม อาจเป็นแหล่งสะสมของเชื้อแบคทีเรีย
PP (Polypropylene)
พลาสติกกลุ่ม PP เป็นพลาสติกกลุ่มเทอร์โมพลาสติกที่มีน้ำหนักเบาที่สุดเมื่อเทียบกับพลาสติกชนิดอื่น ๆ ที่ใช้ทั่วไป นิยมนำมาใช้บรรจุกรด ด่าง สารเคมี สารทำละลาย น้ำมัน ไขมัน บรรจุภัณฑ์สำหรับน้ำยาทำความสะอาดและสารเคมีในครัวเรือน
คุณสมบัติเด่นของ PP
- ป้องกันความชื้นโดยสามารถป้องกันการซึมผ่านของไอน้ำและก๊าซได้ดี
- ทนทานต่อความร้อนสูง โดยมีจุดหลอมเหลวสูงถึง 160-170 องศาเซลเซียส
- มีความเหนียวและความยืดหยุ่นสูง จึงสามารถทนต่อแรงกระแทก แรงบิดหรือแรงพับได้ดี
- ทนต่อสารเคมีหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นกรด ด่าง สารเคมี สารทำละลาย และน้ำมันได้ดีเยี่ยม
ข้อควรระวังของ PP
- ไม่ทนต่อแสง UV หรือมีแดดจัดนาน ๆ
- ขวดพลาสติกเปราะแตกง่ายในอุณหภูมิต่ำจัดตั้งแต่ 0 องศาเซลเซียส
- ดูดซับกลิ่นและน้ำมันได้ง่าย จึงมักจะทำความสะอาดได้ยาก และทิ้งคราบต่าง ๆ
- ตัวทำละลายกลุ่มอะโรมาติกและคลอรีน (เบนซีน ไซลีน คลอโรฟอร์ม) และสารออกซิไดซ์รุนแรง
อุตสาหกรรมไหนบ้างที่ควรให้ความสำคัญต่อการเลือกใช้ขวดพลาสติกใส่สารเคมี
การตัดสินใจเลือกใช้บรรจุภัณฑ์สารเคมีอย่างถูกต้อง มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านความปลอดภัยของผู้ใช้ ลดปัญหาขวดพลาสติกบวม ป้องกันการกัดกร่อน รั่วซึม การยืดอายุ และยังคงคุณภาพของสินค้า และต้องปฏิบัติให้เป็นไปตามกฎหมายหรือข้อบังคับควบคุมเกี่ยวกับการผลิตพลาสติกอย่างเคร่งครัด และการเลือกใช้บรรจุภัณฑ์พลาสติกให้เหมาะสมกับชนิดของสารเคมี เพื่อความเหมาะสมในการต้านทานสารเคมี (Chemical Resistance) เป็นปัญหาที่พบได้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น แตก รั่ว ซึม ขวดพลาสติกเสียรูป และนิ่มย้วย เนื่องจากขาดความเข้าใจหรือเลือกใช้บริการโรงงานผลิตบรรจุภัณฑ์สารเคมีที่ไม่มีประสบการณ์ เป็นต้น ทำให้เกิดปัญหาต่าง ๆ ตามมา ซึ่งอุตสาหกรรมที่มักจะประสบปัญหามีดังนี้
- อุตสาหกรรมเคมี ที่ใช้สารเคมีหลายประเภทและมีความเข้มข้นแตกต่างกัน
- เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลร่างกาย ที่มีตัวทำละลาย น้ำมัน หรือสารเคมีเฉพาะ
- อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด เช่น น้ำยาทำความสะอาดและสารเคมีเข้มข้น
- อุตสาหกรรมอาหารและการผลิต ที่มีสารเคมีสำหรับกระบวนการผลิตหรือทำความสะอาด
- สารเคมีสำหรับงานอุตสาหกรรม ที่ต้องการบรรจุภัณฑ์สารเคมีซึ่งรองรับการจัดเก็บและขนส่ง
เลือกขวดพลาสติกใส่สารเคมีให้เหมาะกับสารเคมี ดีกว่าแก้ปัญหาภายหลัง
สรุป การเลือกใช้พลาสติกที่เหมาะสมกับสารเคมี เพื่อลดปัญหาขวดพลาสติกบวม แตก เสียหายจาก การรั่วซึม บรรจุภัณฑ์ไม่ได้มาตรฐาน ขวดพลาสติกเปราะจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรัดกุม ไม่สามารถมองเพียงขนาด รูปทรง และราคาเท่านั้น แต่ควรพิจารณาถึงชนิดและคุณสมบัติของสารเคมี รวมถึงโรงงานผลิตบรรจุภัณฑ์สารเคมีที่มีความชำนาญ อย่างเช่น แสงรุ่งกรุ๊ป จำกัด เพราะ “บรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม” ไม่ได้ช่วยเพียงป้องกันการรั่วซึม แต่ยังช่วยลดความเสียหายระหว่างการจัดเก็บและขนส่ง และสร้างความมั่นใจให้กับผู้ผลิตและผู้ใช้งานปลายทาง เลือกบรรจุภัณฑ์ให้เหมาะและสามารถต้านทานสารเคมี (Chemical Resistance) ตั้งแต่ต้น แต่การใช้บริการแสงรุ่ง ซึ่งเป็นโรงงานผลิตแกลลอนพลาสติกที่การันตีมาตรฐานระดับสากล ยังช่วยลดความเสี่ยงและต้นทุนที่อาจเกิดขึ้นในภายหลัง
