Thailand Center of Excellence of Glass

English (United Kingdom)Thai (ภาษาไทย)
You are here: Home R&D Current Projects โครงการ : การเพิ่มความใสของแก้วโซดาไลม์ที่มีสิ่งเจือปนสูง

โครงการ : การเพิ่มความใสของแก้วโซดาไลม์ที่มีสิ่งเจือปนสูง

E-mail Print

  1. โครงการ : การเพิ่มความใสของแก้วโซดาไลม์ที่มีสิ่งเจือปนสูง

การควบคุมสีแก้วเป็นสิ่งที่อุตสาหกรรมแก้วให้ความสำคัญเป็นอันดับต้นๆ เพราะสีแก้วที่ปรากฏเป็นปัจจัยที่ผู้บริโภคใช้ในการพิจารณาเลือกซื้อสินค้าโดยเฉพาะแก้วโซดาไลม์ (Soda-lime glass)ที่ใช้เป็นภาชนะอาหาร (tableware) ผู้ผลิตต้องการแก้วที่มีความใสและปราศจากสี เมื่อวิเคราะห์สีในระบบ CIE ด้วยเครื่อง UV-Vis Spectrophotometer ต้องมีความขาวสว่าง (brightness) มากกว่าร้อยละ 90 ที่ความยาวคลื่น 585 นาโนเมตร ในกระบวนการผลิตต้องมีการควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบให้มีสิ่งเจือปนให้น้อยที่สุด สิ่งเจือปนที่ให้เกิดสีในแก้วที่พบมาก คือ เหล็กอ๊อกไซด์ (Fe2O3) ทำให้แก้วมีสีเขียว ไทเทเนียมอ๊อกไซด์ (TiO2) ทำให้แก้วสีเหลือง โครเมียมอ๊อกไซด์ (Cr2O3) ทำให้แก้วสีเขียว/น้ำตาล ซึ่งวัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงส่วนใหญ่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศทำให้มีราคาที่สูง นอกจากนั้นแล้วอุณหภูมิและบรรยากาศในระหว่างกระบวนการหลอมและอบแก้วยังเป็นปัจจัยที่สำคัญอีกอันหนึ่งในการทำให้สิ่งเจือปนในแก้วปรากฏสีขึ้น เนื่องจากธาตุต่างๆที่อยู่ในแก้วสามารถเกิดปฏิกิริยารีด๊อกซ์ (redox reaction) ระหว่างกันได้ เพื่อให้เข้าใจถึงกลไกและสามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาดังกล่าว ห้องปฏิบัติการเชี่ยวชาญด้านแก้วจึงได้ทำงานวิจัยที่สอดคล้องกับความต้องการของภาคอุตสาหกรรมแก้วในเรื่องการควบคุมสีและความใสของแก้ว ดังเช่น การพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการควบคุมคุณภาพสีใสของแก้วโซดาไลม์ซิลิกา เป็นกระบวนการกลบสีแก้วด้วย ซีลีเนียม (Se) และ โคบอลต์ (Co) ซึ่งผลการวิจัยนี้ได้นำไปประยุกต์ใช้แล้วในกระบวนการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

ต่อเนื่องด้วยการพัฒนาการควบคุมความใสของเนื้อแก้วที่มีปริมาณเหล็กสูงด้วยปฏิกิริยารีด๊อกซ์ระหว่างกระบวนการอบแก้ว  จากผลการวิจัยพบว่าการปรับอุณหภูมิการอบแก้วเพิ่มขึ้น 10ºC สามารถลดการปรากฏสีของเหล็กในแก้วลงได้ ทำให้แก้วมีความใสมากขึ้น แต่เนื่องจากข้อจำกัดของการควบคุมปฏิกิริยาด้วยการปรับกระบวนการอบแก้วเพียงอย่างเดียว แก้วที่ได้ยังคงมีความขาวสว่างไม่ถึงร้อยละ 90 คืออยู่ในช่วงร้อยละ 87.5-89.7 และ กระบวนการอบเพื่อปรับสีของแก้วให้มีความใสมากขึ้นยังมีข้อจำกัด เมื่อแก้วที่มีปริมาณเหล็กสูงกว่าร้อยละ 0.07 เนื่องจากกลไกของปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเร็วเฉพาะในช่วงแรกของการอบ (ชั่วโมงแรก) แต่หลังจากนั้นอัตราจะช้าลง หากแก้วมีปริมาณเหล็กสูงจำเป็นต้องอาศัยระยะเวลาในการอบที่นานขึ้นเพื่อให้แก้วใส ซึ่งไม่สอดคล้องกับกระบวนการผลิตในระดับอุตสาหกรรมที่ต้องการอบแก้วด้วยระยะเวลาที่สั้นที่สุด ประกอบกับงานวิจัยนี้เน้นเฉพาะผลกระทบของเหล็กต่อสีแก้วเท่านั้นแต่จากการศึกษาพบว่าสิ่งเจือปนอื่นๆหากมีปริมาณมากเพียงพอก็ส่งผลกระทบต่อสีแก้วเช่นเดียวกัน และการใช้วัตถุดิบจากธรรมชาติก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงสิ่งเจือปนเหล่านี้ได้

      ดังนั้นเพื่อให้การกลไกควบคุมสีแก้วเกิดขึ้นได้ดีขึ้น จำเป็นต้องศึกษาผลกระทบสิ่งเจือปนอื่นๆในแก้วเพิ่มเติม เพื่อใช้เป็นแนวทางในการควบคุมปฏิกิริยารีด๊อกซ์ได้อย่างเหมาะสม ทำให้การเกิดปฏิกิริยาสอดคล้องกับกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นการวิจัยต่อยอดองค์ความรู้ที่มีอยู่เดิมโดยวิธีการควบคุมอาจจำเป็นต้องหาตัวเติม (additive) ที่เหมาะสม ซึ่งต้องใช้ปริมาณให้น้อยที่สุดเพื่อให้ไม่ต้องปรับกระบวนการผลิตในเพิ่มความใสของแก้ว

วัตถุประสงค์

    มีเป้าหมายในการควบคุมความใสของแก้วโซดาไลม์ที่มีปริมาณสิ่งเจือปน (Fe2O3, TiO2, Cr2O3, ฯลฯ) ได้ไม่น้อยกว่าร้อยละ 0.1 ให้มีความขาวสว่าง       มากกว่าร้อยละ 9

 

Events Calendar

Last month December 2018 Next month
S M T W T F S
week 48 1
week 49 2 3 4 5 6 7 8
week 50 9 10 11 12 13 14 15
week 51 16 17 18 19 20 21 22
week 52 23 24 25 26 27 28 29
week 1 30 31