ประวัติความเป็นมาของ ใยแก้ว

ประวัติของการผลิต ใยแก้ว สาวย้อนไปได้ถึงปี ค.ศ. 1893 เมื่อนาย เอ็ดเวร์ด ดรามมอนด์ ได้แสดงใยแก้วที่เขาคิดค้นในงานแสดง World Columbian Exposition ใยแก้วที่นำมาแสดงนั้น มีลักษณะของเส้นใยคล้ายกับเส้นไหม   แต่ก็ไม่ได้มีการคิดค้นต่อยอดหรือนำเส้นใยแก้วที่คิดค้นได้นั้นมาพัฒนาให้ใช้งานได้จริงจัง  จนอีก 45 ปีผ่านไปจึงได้มีการพัฒนาจนถึงขั้นการผลิตใยแก้วในระดับอุตสหกรรมโดยนาย รัสเซล เยมส์ สเลเตอร์ แห่งประเทศอเมริกา   ครั้งนั้นได้ตั้งชื่อให้กับใยแก้วที่ผลิตได้ว่า  Fiberglass ซึ่งก็ได้เรียกกันติดปากจนเป็นชื่อเรียกสามัญทั่วไป

ในช่วงแรกของการพัฒนาใยแก้วยังใช้อยู่เฉพาะในวงการฉนวนกันความร้อนเท่านั้น แต่ต่อมาได้ มีการพัฒนากระบวนการผลิตโดยการดึงเส้นใยให้เป็นเส้นต่อเนื่อง ที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อใช้ในการเสริมความแข็งแรงของพลาสติกประเภทเทอร์โมเซ็ท เช่น โพลีเอสเตอร์เรซิ่นชนิดไม่อิ่มตัว  ไวนิลเอสเตอร์เรซิ่น  อีพอกซี่เรซิ่น   และรวมไปถึงเทอร์โมพลาสติก เช่น ไนลอน   โพลีโพรไพลีน  โพลีคาบอร์เนต   ABS PPS และชนิดอื่น ๆ อีกมาก

นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาต่อเนื่อง ให้ใช้เสริมความแข็งแรงของปูนซีเมนต์ ยิปซัม และยางมะตอยได้อีกด้วย     ในปัจจุบัน  นอกจากใยแก้วแล้ว  ยังมีใยชนิดอื่นที่ได้มีการค้นคว้าและผลิตออกมาโดยมีข้อดีและข้อด้อยต่างๆ กันไป ชนิดที่สำคัญและจะกล่าวถึงในเชิงเปรียบเทียบต่อไปเช่น  ใยคาร์บอน (กราไฟท์) และใยเคฟลาร์

ใยแก้ว หรือ เส้นใยไฟเบอร์กล๊าส (Fiberglass หรือ Glassfibre)

เป็นตัวเสริมความแข็งแรงให้กับโพลีเอสเตอร์เรซิ่นไฟเบอร์กล๊าส เช่นเดียวกับเหล็กเส้นเสริมในงานคอนกรีต

เป็นวัสดุซึ่งทำมาจากแก้ว ที่มีเส้นใยเล็กมาก และใช้เสริมแรงโพลีเมอร์ได้หลายชนิด

เป็นวัสดุที่ทำมาจากใย แก้ว ที่มีเส้นใยเล็กมาก  เกิดจากการหลอมละลาย และแข็งตัวของ “ซิลิก้า” ซึ่งเป็นวัตถุดิบจากแก้วที่ผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูง 1000องศา ++ ตั้งแต่ 50-900 นาที

เส้นใย แก้วใช้ในงานเสริมรงโพลิเมอร์ได้หลากหลายชนิด  เราเรียกการเสริมแรงนี้ว่า “เอส อาร์พี FRP” (Fiber-reinforced Plastic )  และ “จี อาร์ พี GRP” (Glass-reinforced Plastic )   หรือ ที่คนไทยคุ้นชินคือคำว่า “งานไฟเบอร์กล๊าส” เมื่อเราใช้ผสานกับเรซิ่น เราเรียกการรวมตัวของวัตถุดิบ2ชนิดนี้ว่า “การคอมโพสิท”

ใย แก้วมีราคาไม่สูงนัก สามารถนำมาใช้ได้กับหลายๆผลิตภัณฑ์

มีรูปร่างต่างกันไปหลายชนิด ตามลักษณะรูปแบบกายภาพ ควรเลือกใช้ให้เหมาะสมกับชิ้นงาน คุณสมบัติ และวิธีผลิต

หมายเหตุ. เป็นวัตถุมีพิษ เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ถูกมือและผิวหนังจะคัน ขณะทำงานควรใช้ผ้าปิดจมูก และใส่เสื้อผ้าปกปิดผิวหนังส่วนต่างๆ  และ/หรือ ทาแป้งที่ผิวหนังป้องกันการคัน ซึ่งเกิดจากเศษทิ่มแทงเข้าในผิวหนังเรา

คุณสมบัติของ ใย แก้ว เส้นใยไฟเบอร์กล๊าส (Fiberglass หรือ Glassfibre)

ไม่ติดไฟและเป็นฉนวนไฟฟ้าชั้นยอด  ทนความร้อนได้ดีมาก คงรูปเดิมได้ดี ไม่มีการยืดหยุ่น ไม่เน่าเปื่อย ไม่ผุกร่อน ไม่เป็นสนิม ทนต่อการกัดกร่อน ไม่เกิดการแข็งตัวจากอากาศหนาวจัด มีความแข็งแรงกว่าเหล็กในด้านความทนทานต่อแรงดึง ใช้ผสานกับเรซิ่น

ใยแก้วชนิดผืนเส้นสั้น Chopped Strands Mat
เป็นใยแก้วที่นิยมให้กับงานทั่ว ๆ ไป แบ่งออกเป็นเบอร์ 300 450 600

 

(ตัวเลขของผืนเบอร์ คือน้ำหนักเป็นกรัมต่อหนึ่งตารางเมตร แปลว่า ใยแก้ว 450 จะบางกว่า600 และ หนากว่า 300)
ใยแก้ว300 นิยมใช้กับชิ้นงานขนาดเล็กต้องการน้ำหนักเบา
ใยแก้ว600ใช้กับชิ้นงานขนาดใหญ่ เช่นถังน้ำ หลังคา

 

 

 

 

ทั่วโลกรู้จักในฐานะของวัสดุที่ทนทานต่อแรงดึงสูง เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นใยอื่น ๆ ทั้งยังมีรูปแบบเส้นใยที่แตกต่างตามลักษณะการผลิตชิ้นงานให้เลือกใช้ดังนี้

วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการขึ้นรูปงานไฟเบอร์กลาส โดยทั่วไปจะแบ่งประเภทดังนี้

A glass [ Alkali ]  ใช้สำหรับงานที่ต้องการทนสารเคมีเป็นด่าง

C glass [ Chemical ]  กันกรดและกัดกร่อน

E glass [ Electrical ]  สำหรับงานที่ต้องการรับแรง และเป็นฉนวนป้องกันไฟฟ้า ทนความด่าง – กรด กัดกร่อน

กระบวนการผลิตเสื่อสับ (ชนิดอิมัลชัน)

การผลิต Chopped Strand Mat หรือ CSM ที่เราเรียกกันนั้นมีความซับซ้อนอยู่ไม่น้อย  แม้จะดูเป็นกระบวนการที่เรียบง่ายแต่การควบคุมคุณภาพให้มีความสม่ำเสมอนั้นทำได้ยากเนื่องจากมีตัวแปรในการผลิตอยู่มากทีเดียว เริ่มต้นจากการนำ cake หลายๆม้วนที่ได้จากขั้นตอนการสาวใยแก้วที่ได้เคยอธิบายไว้แล้ว   นำมาผ่านการอบจนแห้งและ sizing คือน้ำยาที่เคลือบไว้สุกดีแล้วมาเข้าเครื่องตัดโปรย  (chopper) จำนวนของม้วน cake จะมีการกำหนดไว้อย่างแน่นอนล่วงหน้าโดยจำนวนนี้จะสัมพันธ์กับ

1.  ขนาดเส้นของ cake ที่ผลิตออกมา
2.  ความกว้างของ CSM ที่ต้องการผลิต
3.  นน/ตรม ของ CSM
4.  ความเร็วสายพานลำเลียงของสายการผลิต

โดยม้วน cake เหล่านี้จะถูกป้อนเข้า chopper เพื่อตัดแล้วโปรยลงมาให้ตกแบบอิสระ หรืออาจมีลมหมุนและอุปกรณ์อย่างอื่นช่วยให้เส้นใยกระจายตัวดีขึ้นก็ได้ เส้นใยที่ถูกตัดเป็นเส้นสั้นๆมีความยาวประมาณ 6 นิ้วก็จะตกลงสู่สายพานในลักษณะที่ซ้อนทับกันไปมาจนได้ลักษณะของผืน CSM แล้วผืน CSM ที่อยู่บนสายพานลำเลียงจะวิ่งผ่านละอองกาวน้ำหรือกาวผง+ละอองน้ำที่โปรยลงมา (ในวงการเรียกกาวที่ใช้ในส่วนนี้ว่า Binder) ซึ่งมีหน้าที่ทำให้เส้นใยแก้วเหล่านั้นติดกันอยู่เป็นผืนได้ ก่อนผืน CSM นี้จะถูกรีดด้วยลูกกลิ้งให้เรียบแล้วเข้าสู่เตาอบเพื่ออบให้ Binder แห้งตัว ผืน CSM เมื่อออกมาจากเตาอบจะแห้งและคงตัวดีแล้วจะเคลื่อนตัวต่อไปจนสุดปลายสายพานที่มีแกนกระดาษสำหรับเข้าม้วน  เมื่อได้ขนาดม้วนตามกำหนดก็ตัดแล้วบรรจุกล่องเป็นอันจบสิ้นกระบวนการผลิต CSM

มีข้อควรรู้อย่างหนึ่งว่า Binder ที่ใช้ประสานเส้นใยเหล่านี้ให้เกาะกันเป็นผืน CSM นั้นมีอยู่ 2 ประเภท คือ แบบเป็นของเหลวเรียกว่า Emulsion Binder  และเป็นผงเรียกว่า  Powder Binder

CSM ที่ผลิตโดยใช้ Binder ทั้งสองชนิดนั้นมีคุณสมบัติในการใช้งานไม่ต่างกันมากนัก  แต่มีข้อสังเกตเล็กๆ ว่า  Emulsion Binder จะให้ CSM ที่นุ่มกว่าและไม่ค่อยระคายเคืองผิวหนังเมื่อสัมผัสเนื่องจาก Emulsion Binder ที่เป็นของเหลวจะไปเคลือบใยแก้วทุกๆเส้นอย่างทั่วถึง   ในขณะที่ Powder Binder มักจะไปติดอยู่ตามจุดสัมผัสของใยแก้วต่อใยแก้วเท่านั้น (ตามภาพ)

อย่างไรก็ตาม CSM ที่ใช้ Emulsion Binder ก็มีข้อจำกัดในการใช้งานเมื่อนำไปขึ้นรูปเป็นหลังคาแผ่นใสจะไม่ใสเท่า CSM ทีใช้ Power Binder เพราะ Binder จำนวนมากกว่าที่เคลือบอยู่ทั่วเส้นใยนั่นเอง

ใยแก้ว  เป็นตัวเสริมความแข็งแรงให้กับเรซิ่น

เช่นเดียวกับเหล็กเส้นเสริมในงานคอนกรีต มีรูปร่างต่างกันหลายชนิด เช่นเส้นยาว  เส้นสั้น เป็นผืน แบบถักเป็นผืน จึงควรเลือกใยแก้วให้เหมาะกับคุณสมบัติของชิ้นงานและวิธีการผลิต

ตัวอย่างการนำไฟเบอร์กล๊าส ใย แก้ว ไปใช้งาน ทั้งซ่อมแซม และการขึ้นรูปชิ้นงาน

งานทำแม่พิมพ์เพื่อถอดชิ้นงาน  แม่พิมพ์ที่ได้ จะมีน้ำหนักเบาและแข็งแรง ป้องกันความร้อน หรือ เป็นฉนวนไฟฟ้า

งานเสริมแรง

อุปกรณ์กีฬา เช่น ก้านไม้กอล์ฟ คันเบ็ดตกปลา รถแข่ง ชุดแต่งมอเตอร์ไซด์ ที่ต้องการความเบาตัดเย็บเสื้อหุ้มวาล์ว ผ้าม่านกันสะเก็ดไฟ ชุดผจญเพลิง

งานกรองอลูมิเนียมเหลว กรองแก๊สและฝุ่น

งานก่อสร้าง เช่น เคลือบผิวตรงพื้นที่ต้องปะทะกับความร้อนสูง ผนังเบา และ ฉนวนกันความร้อนภายในอาคาร งานผสานระหว่างจุดเชื่อมต่อกันน้ำรั่วซึม ผสานเรซิ่นหล่อ ไฟเบอร์กล๊าสกับเรซิ่น

 

                                                                                   

บริษัท เวิลด์ เคมีคอล ฟาร์อีสท์ จำกัด (จังหวัดเชียงใหม่)
261/3-6 ถ.มหิดล ต.ป่าแดด อ.เมือง จ.เชียงใหม่ 50100 โทร. 053-204 446-7 / 053-204 465 sales_worldchemical@hotmail.com