หลายคนเคยอาจสงสัยว่า แก้วหรือวัสดุชนิดที่เป็นแก้วที่เราพบเห็นกันอยู่ทุกวันนี้มีที่มาอย่างไร หลายคนคงได้ทราบมาอย่างคร่าว ๆ ว่า ทรายเป็นส่วนผสมหลัก แต่ก็ไม่เคยรู้รายละเอียดว่ามีขั้นตอนการผลิตอย่างไรบ้าง วันนี้เราจะหาข้อมูลมาให้อ่านกัน

ภาพ แก้ว
ที่มา dh_creative / Pixabay

          ตัวอย่างรูปแบบการผลิตขวดแก้ว ซึ่งเป็นสิ่งที่เราพบเห็นได้บ่อยที่สุด  โดยปกติของแก้วซึ่งเป็นวัสดุที่เกิดจากการหลอมละลายในหลายส่วนผสมของแร่ธาตุ และสารประกอบต่าง ๆ   แล้วทำให้เย็นลงโดยไม่เกิดการตกผลึก

วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตขวดแก้ว

         โดยหลัก ๆ แล้ว การผลิตขวดแก้วมีวัตถุดิบซึ่งประกอบไปด้วย วัตถุดิบหลัก และวัตถุดิบรอง

         วัตถุดิบหลัก (Major Ingredient) จะประกอบด้วย ทรายแก้ว และเศษแก้ว

         ทรายแก้ว (Glass Sand)

                 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

         เศษแก้ว (Cullet)

                 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

กระบวนการผลิตขวดแก้วอย่างคร่าว ๆ

        แบ่งออกเป็นขั้นตอน 6 ขั้นตอนสำคัญดังนี้

        1. การเตรียมวัตถุดิบ (Raw Material Preparation) เป็นขั้นตอนการตรวจรับและคัดแยกวัตถุดิบในการผลิต

        2. การชั่งตวงวัตถุดิบ (Weighing)  วัตถุดิบทุกชนิดมีสูตรส่วนผสมตามกระบวนการที่แตกต่างกันตามแต่ละแก้วที่จะผลิตในแต่ละสี ซึ่งจะถูกนำมาชั่งน้ำหนักให้ได้ค่าตามที่กำหนดไว้ในสูตรผสมของแต่ละสี

        3. การผสมวัตถุดิบ (Mixing) วัตถุดิบทุกชนิดจะถูกนำมาคลุกเคล้าเข้ากัน เพื่อเตรียมส่งไปยังเตาหลอม

        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) 

        6. การอบ (Annealing) ขวดแก้วที่ขึ้นรูปแล้วจะ๔กนำไปอบในรางอบ (Annealing Lehr) และเคลือบด้วยน้ำยา Cold-end spray เพื่อให้ผิวด้านนอกมีความลื่น เรียบสวยงาม และไม่เป็นรอยเมื่อเสียดสีกัน

         ในกระบวนการผลิตทั้งหมดก็จะทำผ่านเครื่องจักรที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงาน และมีเจ้าหน้าที่คอยดูแลและควบคุมการผลิตตลอดจนถึงกระบวนการตรวจสอบคุณภาพ ทั้งนี้หากพบว่ามีข้อผิดพลาดหรือบกพร่องจะนำเข้าสู่กระบวนการหลอมใหม่อีกครั้ง

         เป็นอย่างไรกันบ้าง อ่านกันแล้วก็จะเห็นได้ว่ากระบวนการผลิตแก้วใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์ไม่น้อยเลยทีเดียว

แหล่งที่มา

บุกโรงงานผลิตขวดแก้ว! จากเม็ดทราย กลายมาเป็นรูปเป็นร่างได้ยังไงกัน.  สืบค้นเมื่อ 15 ธันวาคม 2560, จาก
         http://marketeer.co.th/archives/92855

แก้ว คืออะไร?.  สืบค้นเมื่อ 15 ธันวาคม 2560, จาก
         http://www.thaiglass.co.th/th/technical_trainning_center.php