Thailand Center of Excellence of Glass

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

กิจกรรวิจัย : การสังเคราะห์ฟิล์มบางเคลือบผิวกระจกด้วยกระบวนการโซเจลเพื่อเพิ่มสมบัติความทนทานต่อสภาพอากาศ

E-mail Print

กิจกรรวิจัย : การสังเคราะห์ฟิล์มบางเคลือบผิวกระจกด้วยกระบวนการโซเจลเพื่อเพิ่มสมบัติความทนทานต่อสภาพอากาศ

กระจกเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในงานก่อสร้างอย่างแพร่หลาย เพราะเป็นวัสดุที่มีความโปร่งใส มีความสวยงาม ช่วยให้สามารถมองออกไปเห็นทัศนียภาพภายนอกได้ และนำแสงสว่างจากธรรมชาติภายนอกเข้ามาใน นอกจากนี้กระจกยังเป็นวัสดุสำเร็จรูปที่ติดตั้งง่ายและรวดเร็ว ลดความยุ่งยากในการก่อสร้าง กระจกที่นิยมเลือกใช้สำหรับตกแต่งส่วนใหญ่เป็นกระจกแผ่น หรือกระจกโฟลตมาดัดแปลง หรือแปรรูปเพื่อให้ได้สมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งานตามความต้องการ เช่น กระจกลามิเนต กระจกเทมเปอร์ และกระจก Heat strength เป็นต้น

การเลือกใช้กระจกนอกจากต้องคำนึงถึงเรื่องความแข็งแรงแล้ว ความทนทานต่อสภาวะแวดล้อมก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องคำนึงถึงโดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความชื้น ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดฝ้าขาว (Foggy defect) บนผิวกระจกและมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ถึงแม้ฝ้าขาวจะสามารถทำความสะอาดได้ในช่วงแรก แต่เมื่อใช้งานเป็นเวลานานขึ้น ทำให้เกิดการกัดกร่อนที่ผิวแก้วเกิดเป็นฝ้าขาว ทำความสะอาดได้ยากผู้ประกอบการแปรรูปกระจกในประเทศไทยจึงมีความต้องการพัฒนาวิธีการเคลือบผิวกระจกให้ทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความชื้นตลอดเวลา เช่น กระจกที่ใช้ในห้องน้ำ เป็นต้น เพื่อยืดอายุการใช้งาน และเพิ่มมูลค่าของผลิตภัณฑ์

เทคโนโลยีการผลิตฟิล์มบางเคลือบผิวกระจกให้ทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความชื้น สามารถทำได้หลากหลายเทคนิค เช่น เทคนิคโซล-เจล (sol gel technology) เทคนิคการเคลือบโดยพอลิเมอร์ (Polymer coatings technology) เทคนิคการเคลือบด้วยเครื่องสปัตเตอร์ริง (Spattering technology) เทคนิคการเคลือบสารด้วยไอทางเคมี (Chemical vapor deposition technology) และเทคนิคการเคลือบโดยใช้ลำไอออนช่วย (Ion beam assisted deposition technology) อย่างไรก็ดีเทคนิคโซล-เจลเป็นเทคนิคที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เนื่องจากสามารถเตรียมชั้นเคลือบที่มีอัตราส่วนประกอบทางเคมีที่ถูกต้องและมีความเป็นเนื้อเดียวกัน ทำให้ชั้นเคลือบบนผิวแก้วที่ได้มีสมบัติด้านการส่องผ่านแสงและสมบัติต้านทานต่อสภาพอากาศ และที่สำคัญเทคนิคนี้ยังสามารถควบคุมตัวแปรต่างๆในกระบวนการเคลือบได้ง่าย เป็นเทคนิคที่ไม่ซับซ้อน และวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อมสามารถนำมาใช้ประโยชน์จากเทคนิคดังกล่าวได้จริง เนื่องจากใช้เงินลงทุนไม่สูงมากนัก และสามารถเพิ่มนวัตกรรมใหม่ของผลิตภัณฑ์เพื่อสร้างโอกาสและเพิ่มประสิทธิภาพในธุรกิจ [1]

เมื่อไม่นานมานี้ Holubova และคณะ [2] ได้รายงานผลการวิจัยเกี่ยวกับการเตรียมสารเคลือบไฮบริด
อนินทรีย์- อินทรีย์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เททระเอทธิลออโทรซิลิเกต(Tetraethylorthosilicate,TEOS) และสารประกอบไซเลน ด้วยเทคนิคโซล-เจลโดยไม่ผ่านกระบวนการทางความร้อน (Heat treatment) จากนั้นชุบเคลือบ (dip-coating) บนกระจก ทั้งนี้ชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นบนกระจกช่วยเพิ่มความทนทานต่อสภาพอากาศ กระจกที่ได้มีความใส สีไม่เปลี่ยนไปจากเดิม และสามารถคงสมบัติทางแสงไว้ได้เหมือนก่อนการเคลือบ ซึ่งมีประโยชน์สำรับการนำไปใช้ทำวัสดุก่อสร้างต่อไป

ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเล็งเห็นว่า การสังเคราะห์ฟิล์มบางเคลือบผิวกระจกด้วยเทคนิคโซล-เจล โดยใช้ TEOS และสารประกอบไซเลนเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการสังเคราะห์ มีความน่าสนใจมากเนื่องจากสามารถเพิ่มความทนทานต่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความชื้นตลอดเวลา มีต้นทุนการผลิตชั้นเคลือบไม่สูงมากนัก และยังสามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิตกระจกแปรรูป เพื่อเพิ่มมูลค่าของสินค้าให้สูงขึ้นอีกด้วย

วัตถุประสงค์                

1. เพื่อศึกษาวิธีการเตรียมฟิล์มบาง ด้วยกระบวนการโซลเจล

2. เพื่อศึกษาคุณสมบัติต่างๆของฟิล์มบางที่ได้ เพื่อใช้กับงานกระจกไร้คราบ

แนวทางการดำเนินการวิจัย           

1. ศึกษาการเตรียมฟิล์มบางด้วย TEOSPDMA (Polydimethylsiloxane) และโลหะออกไซด์ ด้วยเทคนิคโซลเจล โดยการแปรผันตัวแปรดังต่อไปนี้ ชนิด (SiO2 ZnO และTiO2) และปริมาณโลหะออกไซด์ (ร้อยละ 0.5-20 โดยน้ำหนัก) และอุณหภูมิที่ใช้ในการเผาฟิล์ม (ช่วง 300-650 องศาเซลเซียส)

2.วิเคราะห์และทดสอบสมบัติของฟิล์มบางด้วยเทคนิค contact angle, surface roughness, Vickers hardness และ UV-Vis spectrophotometer

3.ศึกษาผลกระทบของความชื้นสัมพัทธ์ต่อการคงอยู่ของสมบัติต่างๆของฟิล์ม โดยการเก็บกระจกเคลือบฟิล์มไว้บริเวณที่ควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 85

ผลที่คาดว่าจะได้รับ   

1. สามารถเตรียมฟิล์มบางเคลือบด้วยเทคนิคโซลเจลได้

2. สามารถเคลือบฟิล์มบางด้วยวิธีการเคลือบจุ่ม (Dip Coating)

3. ทราบชนิดและปริมาณของโลหะออกไซด์ต่อสมบัติของฟิล์มบาง

4. สามารถเตรียมฟิล์มบางเคลือบผิวกระจกที่มีสมบัติความทนทานต่อสภาพอากาศ

 

Events Calendar

Last month May 2017 Next month
S M T W T F S
week 18 1 2 3 4 5 6
week 19 7 8 9 10 11 12 13
week 20 14 15 16 17 18 19 20
week 21 21 22 23 24 25 26 27
week 22 28 29 30 31