จากทรายกลายเป็นแก้ว

หลายคนเคยอาจสงสัยว่า แก้วหรือวัสดุชนิดที่เป็นแก้วที่เราพบเห็นกันอยู่ทุกวันนี้มีที่มาอย่างไร หลายคนคงได้ทราบมาอย่างคร่าว ๆ ว่า ทรายเป็นส่วนผสมหลัก แต่ก็ไม่เคยรู้รายละเอียดว่ามีขั้นตอนการผลิตอย่างไรบ้าง วันนี้ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ จะหาข้อมูลมาให้อ่านกัน

ตัวอย่างรูปแบบการผลิตขวดแก้ว ซึ่งเป็นสิ่งที่เราพบเห็นได้บ่อยที่สุด โดยปกติของแก้วซึ่งเป็นวัสดุที่เกิดจากการหลอมละลายในหลายส่วนผสมของแร่ธาตุ และสารประกอบต่าง ๆ แล้วทำให้เย็นลงโดยไม่เกิดการตกผลึก

20 % ของวัตถุดิบหลักในการผลิต คือ ทรายแก้ว ทรายชนิดหนึ่งที่มีซิลิกา เป็นส่วนประกอบกว่า 99.5% ไม่ใช้ทรายก่อสร้างทั่วไป แต่ต้องเป็นทรายที่ใช้สำหรับการผลิตแก้วที่มีความละเอียดเท่านั้น เพราะฉะนั้นที่เรามักได้ยินว่าแก้วผลิตจากทราย ก็คือทรายแก้วนี่แหละ ทรายแก้วเมื่อถูกความร้อนหลอมให้ละลายจะกลายสภาพเป็นโครงสร้างหลักของเนื้อแก้ว แหล่งทรายแก้วปัจจุบันจะอยู่ที่จังหวัดระยองและชุมพร ทรายแก้วที่นำมาใช้จะแบ่งชนิดการใช้งานเป็น ทรายแก้วขาว ซึ่งมีส่วนผสมของเหล็กอ็อกไซด์ (Fe2O3) ในปริมาณที่น้อย เหมาะจะใช้กับการผลิตแก้วใส ส่วนทรายดำหรือสีชา จะมีเหล็กอ็อกไซด์สูงมากกว่า จึงเหมาะที่จะนำไปผลิตแก้วสีเช่น สีชาหรือสีเขียว เป็นต้น

80 % ของวัตถุดิบหลักในการผลิต คือ เศษแก้ว เศษแก้วได้มาจากการเปลี่ยนวัสดุหรือบรรจุภัณฑ์แก้ว อาจจะเป็นจากโรงงานแยกเศษแก้ว หรือโรงแยกขยะ ซึ่งนำมาบดละเอียดและคัดแยกสิ่งปนเปื้อน โดยมีการคัดแยกออกเป็นสี ๆ คือ คือ แก้วใส แก้วสีเขียว และแก้วสีชา

วัตถุดิบรอง ((Minor Ingredient) จะประกอบด้วย สารประกอบอย่างอื่นอีกเล็กน้อย เช่น โซเดียมซัลเฟต (Sodium Sulphate) เพื่อไล่ฟองก๊าซ และผงถ่าน (Coke dust) เพื่อเร่งปฏิกิริยาในการหลอม (Reaction Accelerating Agent) โซดาแอช หินปูน หินฟันม้า โดโลไมต์ และส่วนประกอบอื่น ๆ แล้วแต่ชนิดของขวดแก้ว

2. การชั่งตวงวัตถุดิบ (Weighing) วัตถุดิบทุกชนิดมีสูตรส่วนผสมตามกระบวนการที่แตกต่างกันตามแต่ละแก้วที่จะผลิตในแต่ละสี ซึ่งจะถูกนำมาชั่งน้ำหนักให้ได้ค่าตามที่กำหนดไว้ในสูตรผสมของแต่ละสี

4. การหลอม (Melting) เมื่อวัตถุดิบถูกนำเข้าไปในเตาหลอม ซึ่งใช้ความร้อนในการหลอมแก้วที่อุณหภูมิในเตาหลอมประมาณ 1,500 องศาเซลเซียส ฟองแก๊สที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการหลอม จะค่อยๆ ระเหยออกไปจากผิวแก้ว ซึ่งจะทำให้น้ำแก้วมีความพร้อมที่จะทำการขึ้นรูปได้ดี โซดาแอชจะช่วยให้อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำลง และเศษแก้วที่ใส่เข้าไปด้วยก็จะช่วยประหยัดพลังงานในการหลอม เมื่อหลอมเหลวเป็นเนื้อเดียวกันแล้ว

5. การขึ้นรูป (Forming) น้ำแก้วที่ได้จากการหลอมเหลวจะถูกส่งจากเตาหลอมผ่านรางลำเลียง และถูกตัดเป็นก้อนให้มีขนาด รูปร่าง อุณหภูมิที่เหมาะสม เพื่อส่งต่อไปยังเบ้าขึ้นขั้นต้นที่เรียกว่าพาริสัน (parison) และเบ้าขึ้นรูปทรงลำตัวและก้นขวดที่เรียกว่าโมลด์ (mould)

ในกระบวนการผลิตทั้งหมดก็จะทำผ่านเครื่องจักรที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงาน และมีเจ้าหน้าที่คอยดูแลและควบคุมการผลิตตลอดจนถึงกระบวนการตรวจสอบคุณภาพ ทั้งนี้หากพบว่ามีข้อผิดพลาดหรือบกพร่องจะนำเข้าสู่กระบวนการหลอมใหม่อีกครั้ง

Facebook Comments Box

Chaiwat Poungklung

วิทยาศาสตร์, ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี