โครงการโมเดลธุรกิจเศรษฐกิจหมุนเวียนจากขยะพลาสติกพอลิเอทิลีน พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต ลามิเนตกับอะลูมิเนียมฟอยล์ เป็นงานวิจัยที่เกิดจากการผลักดัน และสนับสนุนทุนวิจัยโดย หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของประเทศ (บพข.) กองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (กองทุนส่งเสริม ววน.) ร่วมกับการสนับสนุนทุน (In-cash) จากบริษัท ทีพีบีไอ จำกัด (มหาชน) และบริษัท นิวอาไรวา จำกัด โดยมี รศ. ดร.รัตนาวรรณ มั่งคั่ง ผู้อำนวยการศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านกลยุทธ์ธุรกิจที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เป็นหัวหน้าโครงการวิจัย 

รศ. ดร.รัตนาวรรณ มั่งคั่ง

ผู้อำนวยการศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านกลยุทธ์ธุรกิจที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

“โครงการวิจัยนี้ เป็นการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่จากการหมุนเวียนพลาสติกพอลิเอทิลีน และพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต ลามิเนตกับอะลูมิเนียมฟอยล์ เรียกชื่อว่า “เม็ดพลาสติกรีไซเคิลจากฟอยล์ (rFoil)” นำไปออกแบบและพัฒนาต้นแบบผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อม รวมทั้ง ‘พัฒนาโมเดลธุรกิจผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อมจากเม็ดพลาสติกชนิดใหม่บนแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน’ เพื่อแสดงให้เห็นว่า สามารถทำเป็นธุรกิจได้จริง เป็นการตอบโจทย์แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนเพื่อแก้ปัญหาขยะถุงพลาสติกลามิเนตที่ยังไม่ได้มีการคัดแยกที่ต้นทาง ไม่มีการรับคืนจากผู้ผลิต และไม่มีการรับซื้อจากซาเล้ง ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และเพิ่มมูลค่าของเสีย”  รศ. ดร.รัตนาวรรณ กล่าว

รศ. ดร.รัตนาวรรณ กล่าวต่อว่า โครงการนี้เริ่มจากการรวบรวมขยะพลาสติกพอลิเอทิลีน และพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต ลามิเนตกับอะลูมิเนียมฟอยล์ จากภาคอุตสาหกรรม นำมาวิจัยและพัฒนาเม็ดพลาสติกรีไซเคิลจากฟอยล์เพื่อเพิ่มสัดส่วนขยะพลาสติกลามิเนตกับอะลูมิเนียมในเม็ดพลาสติกชนิดใหม่ ปรับปรุงสูตร วิเคราะห์สมบัติของเม็ดพลาสติกที่ผลิตได้เพื่อให้สามารถประยุกต์ใช้ในวงกว้าง ตลอดจนพัฒนาแนวทางในการผลิตเม็ด rFoil ในระดับอุตสาหกรรม 

จากนั้นจึงออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์สู่นวัตกรรมผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อมจากเม็ด rFoil ได้แก่ กระเบื้องปูผนัง กระถางต้นไม้ และหินตกแต่ง ทำการประเมินสมรรถนะเชิงสิ่งแวดล้อมด้วยเทคนิคการประเมินวัฏจักรชีวิต การวิเคราะห์ต้นทุนโดยตลอดวัฏจักรชีวิต และการประเมินประสิทธิภาพเชิงนิเวศเศรษฐกิจของผลิตภัณฑ์ รวมทั้งพัฒนานวัตกรรมโมเดลธุรกิจอัพไซคลิ่งสู่เศรษฐกิจหมุนเวียน 

ผลการวิจัย 6 เดือน ที่ผ่านมา พบว่า สามารถรวบรวมขยะพลาสติกพอลิเอทิลีนจากเศษพลาสติกยืด ซึ่งเป็นของเสียจากการผลิตสินค้าประเภทถุง ได้แก่ ถุงหูหิ้ว ถุงแฟชั่น ถุงขยะ เป็นต้น และขยะพลาสติกพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลตลามิเนตกับอะลูมิเนียมฟอยล์ ซึ่งเป็นของเสียที่ได้จากการผลิตบรรจุภัณฑ์ชนิดอ่อนตัว (Flexible Packaging) ที่ใช้สำหรับบรรจุสินค้าอุปโภคและบริโภค เช่น ซองอาหาร ซองขนมขบเคี้ยว ซองเครื่องสำอาง เป็นต้น นำมาใช้เป็นวัสดุรอบสองโดยการพัฒนาเม็ด พลาสติก rFoil ซึ่งสามารถใช้เครื่องจักรและกระบวนการผลิตแบบเดียวกับการผลิตเม็ดพลาสติกรีไซเคิลทั่วไป โดยเพิ่มสัดส่วนเศษพลาสติกลามิเนตกับอะลูมิเนียมในเม็ดพลาสติก rFoil ได้ตั้งแต่ 20%, 25%, 40% จนถึง 60% โดยน้ำหนัก 

จากการทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของเม็ดพลาสติกทั้ง 3 สูตรพบว่า การเพิ่มสัดส่วนของเศษพลาสติกลามิเนตกับอะลูมิเนียมในเม็ด rFoil จนถึงที่ปริมาณ 60% ส่งผลให้ค่าความหนาแน่นของวัสดุเพิ่มสูงขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเมื่อเทียบกับเศษพลาสติกพอลิเอทิลีน 100% และไม่ส่งผลต่อน้ำหนักของชิ้นงานโดยรวม จึงทำให้สามารถนำไปใช้งานทดแทนพลาสติกพอลิเอทิลีน ได้ สำหรับค่าปริมาณความชื้นพบว่า มีค่าสูงกว่าเม็ดพลาสติก PE-100 เนื่องจากสูตรผสมมีพลาสติกชนิดพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต เป็นส่วนประกอบซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่มีหมู่เอสเทอร์ที่ชอบน้ำจึงดูดความชื้นได้ง่าย

ดังนั้นการนำวัสดุประเภทนี้ไปขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์จึงต้องมีการอบด้วยความร้อนเพื่อกำจัดความชื้น เพราะการมีความชื้นอยู่ในเม็ดพลาสติกจะทำให้เกิดฟองอากาศในชิ้นงานและทำให้ความแข็งแรงของชิ้นงานลดลง 

สำหรับค่าดัชนีการไหลพบว่า การเพิ่มสัดส่วนเศษพลาสติกลามิเนตกับอะลูมิเนียมฟอยล์ ทำให้ความสามารถในการไหลของสูตรผสมต่ำลงเมื่อเทียบกับ PE-100 เนื่องจากฟิล์มลามิเนตประกอบด้วยพลาสติกหลายชนิดและหลายชั้น (Multilayer Film) รวมถึงมีชั้นอะลูมิเนียมฟอยล์ที่ไม่สามารถหลอมเหลวได้  จึงมีความหนืดสูงและส่งผลให้ความสามารถในการไหลต่ำ ซึ่งเป็นข้อจำกัดของการรีไซเคิลพลาสติกพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลตลามิเนตกับอะลูมิเนียมฟอยล์ ส่งผลให้ต้องใช้อุณหภูมิในการผลิตสูงขึ้น เพื่อให้วัสดุไหลในขณะร้อนได้ดีขึ้น เมื่อนำเม็ด rFoil 40% มาทดลองขึ้นรูปด้วยวิธี Injection molding พบว่า สามารถขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ทรงถ้วยได้ 

การดำเนินโครงการนี้ อาศัยหลักการสร้างระบบนิเวศของเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy Ecosystem) ตั้งแต่ต้นทาง คือ ผู้สร้างขยะพลาสติกพอลิเอทิลีน และพลาสติกลามิเนตจากของเสียในกระบวนการผลิตของภาคอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ อุตสาหกรรมอาหารประเภทขบเขี้ยว อุตสาหกรรมอาหารแช่แข็ง จากนั้น ภาคการศึกษาวิจัยร่วมมือทางวิชาการกับภาคธุรกิจ ในการพัฒนาเม็ดพลาสติก rFoil ออกแบบกระบวนการผลิต ตลอดจน ออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อม ที่มีการพิจารณาประเด็นปัญหาสิ่งแวดล้อมตั้งแต่การออกแบบเชิงหลักการ คู่ขนานไปกับการประเมินวัฏจักรชีวิตเพื่อชี้บ่งสมรรถนะเชิงสิ่งแวดล้อมและจุดปรับปรุงในขั้นตอนของการทดลองผลิตผลิตภัณฑ์ต้นแบบสู่การปรับสภาวะการณ์และกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์จริง  

ตลอดจนการพัฒนาโมเดลธุรกิจที่สามารถขยายผลไปยังผู้ประกอบการธุรกิจรับซื้อขยะพลาสติก ผู้ประกอบการรีไซเคิล ผู้ประกอบการผลิตผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อม ร้านค้า/ห้างสรรพสินค้าจำหน่ายผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งยังเป็นการสร้างทางเลือกในการเลือกซื้อผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อมให้ผู้บริโภค อันเป็นการผลักดันให้เกิดการประยุกต์ใช้แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนอย่างเป็นรูปธรรม” รศ. ดร. รัตนาวรรณ กล่าวทิ้งท้าย