บทท 1 แกว

แกวเปนวสดเซรามกสประเภทหนงทนยมใชอยางแพรหลายตงแตอดตจนถงปจจบน

ทงนอาจเปนเพราะแกวมสมบตเฉพาะตวในเรองของความโปรงใส ความแขงแกรง และความ-

มนแวววาว ซงเปนสมบตทวสดอนทดแทนไมได อกทงในปจจบนมนษยสามารถสรางสรรคและ

ผลตแกวไดอยางหลากหลายลกษณะ ไมวาจะเปนแทงแกวทบตน แผนแกวทบางเฉยบหรอเสน-

ใยแกวทละเอยดออน ดงนนการไดศกษาถงววฒนาการของแกว สมบตและประเภทของแกว

รวมถงขนตอนการผลตแกวลกษณะตาง ๆ ทจะชวยใหเกดความเขาใจในวสดประเภทนมากขน

อนจะน ามาซงการเลอกใชไดอยางเหมาะสมในชวตประจ าวน รวมทงเพอการปรบปรง พฒนา

และสรางสรรคผลตภณฑแกวตอไป

ความหมายของแกว

แกวคอผลตภณฑทไดจากการหลอมอนนทรยสารอนไดแกซลกา (silica) กบสารโลหะ

ออกไซดแลวท าใหเยนตวจนกระทงแขงโดยไมมการตกผลก (crystallization) สวนประกอบทาง

เคมของแกวประกอบดวยซลกอนไดออกไซด (silicon dioxide, SiO2) โบรอนออกไซด (boron

oxide, B2O3) โซเดยมคารบอเนต (sodium carbonate, Na2CO3) แคลเซยมคารบอเนต

(calcium carbonate, CaCO3) แล ะแม กน เซ ย มคารบ อ เน ต (magnesium carbonate,

MgCO3) มลกษณะโปรงแสงและมความเปราะ

หากพจารณาจากลกษณะทางกายภาพแลว แกวจะหมายถงวสดทมความแขง (hard)

โปรงใส (transparent) เปราะ (brittle) มความแวววาว (relative) มจดหลอมละลายสง (high

softening point) ไมละลายในน าและในสารละลายใด ๆ (insoluble in water and organic

solvents) อกทงไมตดไฟ (non inflammable) ซงแกวมสมบตดงตอไปน (กรมวทยาศาสตร-

บรการ, ม.ป.ป., หนา 1)

4

1. แกวมโครงสรางทางเคมไมแนนอน แตแกวจะมองคประกอบทางเคมคลายกน คอ

ประกอบดวยซลกอนไดออกไซดและโซเดยมคารบอเนตเปนหลก

2. มความแขงแตเปราะท าใหแตกหกงาย

3. เปนตวน าไฟฟาทอณหภมหองไมด แตทอณหภมสงจะเปนตวน าไฟฟาทด

4. มลกษณะโปรงใส (transparency)

5. สามารถท าใหหลอมละลายไดดวยความรอน

6. เมออณหภมสงขนสมบตของแกวจะเปลยนไปทงลกษณะทางกายภาพ และสมบต

ทางเคม

7. มชวงการหลอมละลายกวาง

8. สมบตทางกายภาพตาง ๆ ทเปลยนแปลงนนจะสามารถสงเกตเหนได

แกวเปนวสดทท าจากทรายแกวเปนสวนประกอบหลก นอกจากนนเปนโลหะออกไซด

ตาง ๆ เชน เหลกออกไซด (ferric oxide) ฟอสเฟอรรกออกไซด (phospheric oxide) เปนตน

โดยทแกวมสวนประกอบทางเคมไมแนนอน แตสวนผสมจะตองอยในขอบเขตจ ากด หากสวน-

ผสมคลาดเคลอนไปจากทก าหนดไวจะท าใหแกวไมหลอมละลายในอณหภมทก าหนดหรอเกด

ความยงยากอน ๆ ขน เชน เกดต าหน สมบตผดไปจากความตองการ เปนตน

บรรดาแกวหลากหลายชนดทมนษยผลตขนสามารถผลตแกวใหเบาเหมอนไมคอรก

(cork) หรอแกวมน าหนกมากเหมอนโลหะพวกเหลก (iron) แกวทมความแขงเหมอนเหลกกลา

(steel) แกวทมความเปราะเหมอนเปลอกไข ใหออนนมเหมอนปยฝาย หรอใหแขงเหมอนเพชร

พลอย ทงนเนองจากแกวสามารถควบคมสวนผสมและวธการผลตใหมสมบตตามตองการไดจง

มการน าแกวไปใชในงานตาง ๆ ไมวาจะเปนงานทางดานวทยาศาสตร ใชในดานอตสาหกรรม

สถาปตยกรรม โทรคมนาคม งานวศวกรรม เปนของใชภายในบานเรอนและชวตประจ าวน

หรอแมกระทงเครองประดบขนาดเลก (สรศกด โกสยพนธ, ม.ป.ป., หนา 30 – 33)

5

ประวตของแกว

อาจกลาวไดวาแกวนนมความเกาแกนานนบเทาอายของโลกเพราะองคประกอบของ

แกวทเกดขนตามธรรมชาตไดแกลาวาจากภเขาไฟทหลอมจากความรอนภายใตพนผวโลก และ

เคลอนตวออกสผวโลกมากระทบความเยนท าใหแขงตว ซงมองคประกอบและวธการผลตหรอ

การไดมาคลายกบแกวทมนษยสรางขนในปจจบน โดยเครองใชของมนษยยคแรกทพบบางชน

ท าดวยแกวมากะเทาะเปนรปทรงตาง ๆ ใหเหมาะสมกบการใชสอย ซงแกวทมนษยโบราณใช

ท าเครองใชและเครองประดบเหลานนไดจากธรรมชาตอนไดแกลาวาทเยนตวทงสน ทสวนมาก

มลกษณะขนและมสด า นานครงจงจะพบสแดง สเขยว หรอสน าตาล แกวธรรมชาตนบางชน

จะแตกเปนเหลยมคม มนษยจงเกบมาดดแปลงท าเปนหวธน หอกและแทนใบมด ตามหลกฐาน

ทางประวตศาสตรสนนษฐานวามนษยยคหนเปนพวกแรกทน าแกวมาท าหนากากส าหรบพธ

ฉลองตาง ๆ ใชท ากระจก และท าเครองประดบ แกวทเกดจากลาวาหรอทเรยกวาแกวโวลเคนค

(volcanic glass) นมชอเรยกวาออบซเดยน (Obsidian) พบมากในประเทศกรกและถกใชเปน

สงของในการคาขายแลกเปลยนมานานเทา ๆ กบบรอนซ (bronze) และยงคงเปนสนคาทนยม

มาทกยคทกสมยตราบจนทกวนน

เดมเคยเขาใจวาชาวอยปตเปนชาตแรกทสามารถท าแกวได โดยพจารณาจากหลกฐาน

เครองใชประเภทโถหรอคนโทซงมอายตงแต 1,200 – 900 กอนครสตกาล ตอมาเซอรฟลนเดอร

(Sir W.M. Flinders Petrie) ไดยนยนวาชาวเมโสโปเตเมย (Mesopotamia) ควรจะเปนชนชาต

แรกทสามารถท าแกวไดเพราะภาชนะเครองใชรวมทงลกปดและลกประค าคอของเขามการ

เคลอบแกวทเปนสเขยวและของเหลานมอายถง 12,000 กอนครสตกาล (สรศกด โกสยพนธ,

ม.ป.ป., หนา 33 – 37)

แกวทมนษยท าไดในชวงแรกสวนมากมลกษณะทบแสงอาจโปรงแสงบาง แตไม -

สามารถท าใหโปรงใสเหมอนเชนปจจบน สของแกวในตอนนนมกจะมสด า สน าเงนเขม หรอส

เขยวและนยมใชท าภาชนะเครองใชประเภทเหยอกหรอคนโททรงสง ตอมาความเจรญของการ-

6

ผลตแกวมมากขน เนอแกวเรมมสสรรตาง ๆ เพมมากขน เนอแกวมความใสมากยงขน รปทรง

ของภาชนะกเปลยนไปเปนทรงตาง ๆ ทหลากหลายตามความเหมาะสมของการใชสอยและเพอ

ความสวยงามโดยเฉพาะในยคโรมนรงเรองทนอกจากจะน าแกวมาท าเหยอก คนโท ไห โหล

โอง โถ และกระปกแลวยงท าเปนถวย จานแบน ชาม ขวด แกวน า แกวเหลาทรงตาง ๆ ทม

กานแกวสง โปะตะเกยง นอกจากนนยงน าไปท าหวแหวน แหวน กระดม กระปกเครองหอม

กระจกหนาตางและแมกระทงตวหมากรก

เมออาณาจกรโรมนเสอมลงและยโรปตะวนตกถกปกครองโดยชาวเยอรมนบาบาเรยน

นานถง 600 ปนน เปนชวงเวลาทความเจรญของแกวหยดชะงกเพราะบานเมองสมยนนมการ

ท าสงครามอยอยางตอเนอง ท าใหแกวทเปนเครองเครองใชในชวตประจ าวนทเปราะบางจงแตก

เสยหายเสมอในการอพยพหนภย ซงเปนเหตผลหนงทท าใหการสรางผลตภณฑจากโลหะไดรบ

ความสนใจ ในระยะของการท าสงครามหรอทเรยกวาเปนยคมดของยโรปนเองงานแกวไดไป

เจรญในกลมชนชาวอสลาม

ตอมาเมออาณาจกรไบแซนไทน (Byzentine Empire) ไดกอตงขนในทวปยโรป โดยม

เมองคอนสแตนตโนเปล (Constantinople) เปนเมองหลวง แกวไดรบการพฒนาอยางมากโดย

เนนการสรางสรรคงานศลปะโดยเฉพาะการท าแกวส เชนกระจกหนาตางของโบสถ (stained

glass) ทสรางขนโดยค าสงของจกรพรรดจสตเนยน (Justinian) และความนยมแกวสกคอย ๆ

แพรสประเทศฝรงเศส ประเทศองกฤษ จนในทสดตลอดทวทวปยโรปและเปนประเพณนยมวา

โบสถใด ๆ จะไมสมบรณถาไมตกแตงดวยกระจกหลากส

หลงสงครามครเสด (Crusade) การผลตแกวไดเจรญรงเรองในกรงเวนส (Venice) อย

นานถง 4 ศตวรรษ และวธการผลตแกวเรมเจรญเปลยนเปนระบบอตสาหกรรม งานแกวของ

ชาวเวนสสวยงาม ประณต และมราคาแพง จากบนทกของรฐมนตรโคลเบรต (Colbert) แหง

ประเทศฝรงเศสซงบนทกไววาไดสงซอกระจกเงาจากเวนส ขนาดกวาง 26 นว และยาว 45 นว

ในกรอบเงนทมราคาแพงมาก ในขณะเดยวกนอตสาหกรรมแกวในประเทศอน ๆ เรมเจรญขน

เชนประเทศซเรย (Syria) สามารถเคลอบและเขยนลายตกแตงบนผวแกวได ประเทศโบฮเมย

(Bohemia) สามารถผลตแกวเนอแขง (hard glass) ซงน าไปตกแตงโดยวธตด แกะสลก และ

7

สกดดวยสารเคม (etching) ไดโดยไมแตก ในปลายศตวรรษท 16 การผลตแกวไดเผยแพร

ขยายความนยมไปทกประเทศทวทงทวปยโรป

ตนศตวรรษท 17 นกวทยาศาสตรเรมสนใจแกวและศกษาเกยวกบวทยาศาสตรของ

แกวมากขน มการศกษาองคประกอบทางเคมตาง ๆ ของแกวอยางจรงจง จงเกดเนอแกวชนด

พเศษทใชประโยชนอน ๆ นอกเหนอจากงานศลปะ เชนแกวจากฟลนต (flint glass) เปนแกว

สมยใหมใชท าเลนส (lens) ของแวนตา เลนสของกลองไมโครสโคป (microscope) และเลนส

ของกลองเทเลสโคป (telescope) รวมทงใชท าปรซมของกลองสเปคโตสโคป (spectoscope)

เปนตน นอกจากนแกวไดแพรหลายในทวปยโรปอกหลายประเทศ เชน ประเทศฝรงเศส สแกน-

ดเนเวย เยอรมน และประเทศองกฤษ โดยมการผลตแกวเจยระไน (crystal cut glass) และ

กระจกแผน (cast plate glass) ซงชาวเยอรมนและชาวโชเฮเบยมชอในดานการผลตพวกแกว

กระจกส (painted window glass) ส าหรบเปนเครองประดบในโบสถและหอประชม

ตอมาในราวป ค.ศ. 1970 (พ.ศ. 2513) โรเบต ฮวส (Robert Hues) ไดน าวธการท า

ขวดและกระจกแผนไปแพรหลายทเมองนวแฮมเชยรในสหรฐอเมรกาเปนครงแรก และการท า

แกวไดเจรญเรอยมานานนบศตวรรษ รวมทงไดมการพฒนาจากการเปาดวยคนเปนการใช

เครองจกรควบคมดวยคนหรอเรยกวากงอตโนมต จนถงในป ค.ศ. 1880 – 1890 (พ.ศ. 2423 –

2433) ไดมการผลตแกวดวยกรรมวธอดและเปา (press and blow) และวธเปาและเปา (blow

and blow) นอกจากนเรมมการจดลขสทธเครองจกรขนในประเทศสหรฐอเมรกา คอในป ค.ศ.

1882 (พ .ศ. 2425) อาโบกลาส (Arboglass) ไดจดลขสทธหมายเลข US Patent 260819

เกยวกบเครองจกรผลตแกวเปนคนแรก ซงตอมากไดมการปรบปรงแกไขจนไดเครองจกรผลต

แกวเปนแบบอตโนมตในราวป ค.ศ. 1925 (พ.ศ. 2468)

ส าหรบประวตเรองแกวทางทวปเอเชย ปรากฏตามหลกฐานทบนทกไววาเครองแกว

และเครองเคลอบดนเผาหรอผลตภณฑเซรามกสมความเจรญกาวหนามากในประเทศจนโดย-

เฉพาะในดานวฒนธรรมของชาวจนทมสวนเกยวพนอยกบงานแกวและงานเซรามกสเปนอยาง

8

มาก จะเหนไดจากตวอยางวตถโบราณทเกบไวในพพธภณฑตาง ๆ ทวโลก เชนในพพธภณฑ

ของประเทศองกฤษไดมเครองแกวทเปนโบราณวตถของประเทศจนในยคตาง ๆ แสดงไว โดย

พบวาเครองแกวในประเทศจนมความเจรญกาวหนายนยาวมานานทดเทยมไดกบประเทศ

อยปตทแตกตางกนคอรปรางและลกษณะ ซงอตสาหกรรมแกวในทวปเอเชยนคาดวาเรมตนมา

จากประเทศจนและไดเผยแพรออกไปทวทกทศ

การน าเครองแกวและผลตภณฑเซรามกสมาสประเทศไทยเรมตงแตสมยพอขนราม -

ค าแหง โดยเฉพาะเครองเคลอบดนเผาไดมการน าชางเขามาชวยท าในประเทศไทย ดงจะเหน

จากเครองสงคโลกไดมการผลตคลายของประเทศจนและไดท าการผลตเพอน าออกไปขายใน

ตางประเทศ เพราะในสมยสโขทยนนแผนดนไทยไดตดตอกบตางประเทศมาก แตอยางไร

กตามความเจรญของเครองแกวกยงมไมมากเทาเครองเคลอบดนเผา ตอมาสมยรตนโกสนทร

ราว พ.ศ. 2359 ในรชกาลท 4 ไดมเจานายชนผใหญหลายพระองคทรงสนพระทย และการท า

แกวไดมความนยมกนมากโดยเฉพาะของทางราชการซงปรากฏในหลกฐานทหอสมดแหงชาต

วาในรชกาลท 4 น ไดจดหนวยราชการระดบกรมซงมหนาทท าการผลตแกวขนโดยเฉพาะเรยก-

วากรมชางหงกระจก มกรมขนวรจกรฯ (เจาชายปราโมช) ซงเปนราชโอรสองคท 61 ในรชกาลท

2 ทรงเปนผควบคมการท าแกว มพนกงานจ านวนมากและใชฟนเปนเชอเพลง ในสมยนการ -

หลอมแกวจะหลอมดวยเบาซงในสมยนนเรยกวาตม

การท าแกวของประเทศไทยในระยะแรกยงคงเปนโรงงานขนาดเลกและใชแรงงานคน

จนกระทงในระหวางสงครามโลกครงท 2 การขาดแคลนเครองแกวมมากขน โดยเฉพาะ

อปกรณส าคญทใชในการสอสารซงกองสญญาณทหารเรอไดประสบกบปญหาและอปสรรค

อยางมาก กองทพเรอจงไดมอบใหกองสญญาณทหารเรอเปนผทดลองและผลตแกวทท าจาก

ทรายเปนโครงการขนตน ในสมยนไดมการจดตงองคการแกวขนและไดพฒนามาจนถงปจจบน

ซงเปนโรงงานแกวทมขนาดใหญและทนสมย

9

ประเภทของแกว

แกวจ าแนกไดเปน 2 ประเภทใหญ ๆ คอ

1. แกวทเกดโดยธรรมชาต (god made glass)

แกวทเกดโดยธรรมชาตเรยกวาออบซเดยนเกดจากการเยนตวอยางรวดเรวของสาร

หลอมเหลวทพนออกมาจากปลองภเขาไฟ (magma) มสเทาหรอสมวงด า ตอมาในยคหนท

มนษยเรมรจกใชความรอนจากไฟในการหงตม กรวดและทรายบรเวณเชงตะกอนของเตาไฟท

หงตมเมอไดรบความรอนสงจะเกดการหลอมละลายบรเวณผวจนกระทงมลกษณะคลายลกปด

แกวกอนกลม ๆ (glass bead) โดยแกวธรรมชาตทเกดจากการหลอมตวของทรายหรอทราย

แกวซงมองคประกอบทางเคมคอซลกอนไดออกไซด นอกจากนแกวทเกดโดยธรรมชาตยงเกด

จากการหลอมตวของซลกอนไดออกไซดทอยในลกษณะของหนหรอแร เชนหนเขยวหนมาน

(quartz) ซงมจดหลอมสงมากกวาทราย ทหากเกดการหลอมละลายแลวจะเรยกวาซลกาหลอม

(fused silica)

2. แกวทมนษยสรางขน (man made glass)

แกวทมนษยคดประดษฐขนแบงเปน 2 ประเภทใหญ ๆ ตามองคประกอบทางเคมและ

ตามลกษณะการใชงานดงตอไปน (ดวงเพญ ศรบวงาม และอนรกษ ปตรกษสกล , ม.ป.ป.,

หนา 146 – 147)

2.1 ประเภทของแกวทแบงตามองคประกอบทางเคม แบงไดเปน 7 ชนด ดงนคอ

2.1.1 แกวซลกาหลอมเหลว (silica glass หรอ fused silica หรอ vitreous

silica) หรอแกวควอตซ (quartz) ไดจากการหลอมเศษแกว ทรายแกวหรอพวกหนควอตซโดย

ไมเตมสารประกอบอน จงตองท าการหลอมทอณหภมสงถง 1,710 องศาเซลเซยส ขณะหลอม

จะไดน าแกวทมความหนดสงจงเกดฟองอากาศมาก แขงตวเรว ท าใหขนรปยาก จงนยมหลอม

10

ในสญญากาศ สมบตของซลกาหลอมคอมคาสมประสทธการขยายตวทางความรอนต า ทนตอ

สารเคมและทนความรอนไดด ยอมใหรงสอลตราไวโอเลตสงผานไดด (โปรงใส) จงนยมใชท า

เครองใชในหองปฏบตการ (laboratory) ใชงานทางดานไฟฟาและใชงานเกยวกบดานแสง แต

แกวชนดนจะมราคาแพง

2.1.2 แกวซลกาหลอมเหลวรอยละ 96 (96% silica glass) มสมบตเกอบจะ

เหมอนแกวประเภทซลกาหลอม แตมจดหลอมต ากวา มสมประสทธการขยายตวเมอไดรบ

ความรอนสงกวาเพราะมสารชวยหลอมละลาย (fluxing oxide) และสารอนอกประมาณรอยละ

4 เพอลดจดหลอมละลายใหต าลงและสะดวกในการขนรป แกวชนดนอาจเรยกวาไวคอร

(vycor) นยมใชท าเครองใชในหองทดลองพวกหลอดแกว (tubes) หรอถวยแกว (rod)

2.1.3 แกวโซดาไลม (soda lime glass) เปนแกวชนดทใชมากทสด แกวชนด

นถกใหความหมายไววาเปนแกวทท ามาจากไลม (lime) โซดา (soda) และทรายเปนสวนผสม

หลกโดยใชโซดาหรอโพแทส (potash) ผสมเปนสารชวยหลอมละลายเพอลดจดหลอมใหต าลง

ลดความหนดใหสะดวกในการขนรป นอกจากนยงมไลม (calcium oxide, CaO) แมกนเซยม

ออกไซด (magnesium oxide, MgO) และอะลมเนยมออกไซด (aluminium oxide, Al2O3) ปน

อยเลกนอย เพอใหแกวมความคงทนตอสารเคม (กระทรวงอตสาหกรรม, 2527, หนา 1) แกว

ชนดโซดาไลมนถาขนรปใหบางจะไมสามารถทนตอการเปลยนแปลงอณหภมโดยกะทนหนได

(thermal shock) นยมใชท าขวด กระจกหนาตาง กระจกแผน ถวยแกว แกวกนกระสน (bullet

proof glass) แกวกระจกรถยนต เปนตน

2.1.4 แกวเลดซลเกต (lead alkali silicate glass) แกวชนดนไดจากการแทน

แคลเซยมออกไซดดวยตะกว (lead oxide, PbO) ตามปกตแคลเซยมออกไซดจะใชไดไมเกน

รอยละ 15 แตถาใชตะกวแทน สามารถใชไดถงรอยละ 80 บางครงใสตะกวถงรอยละ 92 แกว

จงมน าหนกมาก โดยตะกวท าหนาทเปนตวชวยหลอมละลายท าใหมจดหลอมต ากวาแกวโซดา

ไลม และตะกวชวยใหแกวมความแวววาวสกใสสวยงาม แตความหนาแนน การหกเหของแสง

ความมนเงาและราคาสงกวา จงนยมใชท าหลอดแกวเพอการใหแสงสวาง และยงนยมน าไป

ท าผลตภณฑประเภทงานศลปะ (art ware) และแกวเจยระไน รวมทงนยมน าไปใชผลต

11

อปกรณวทย เรดาร (radar) และเครองหลอดโทรทศน หลอดวทยตาง ๆ เปนตน เนองจากม

ความตานทานทางไฟฟาด

2.1.5 แกวโบโรซลเกต (borosilicate glass) แกวชนดนมความหมายทกลาว

ไวตามมาตรฐานอตสาหกรรม (กระทรวงอตสาหกรรม, 2527, หนา 1) วาแกวโบโรซลเกตเปน

แกวทมโบรอนไตรออกไซด (boron trioxide, B2O3) ไมนอยกวารอยละ 5 โดยน าหนก หรอ

นยมเรยกวาแกวไพเรก (pyrex) ไดแกแกวทนไฟ แกวชนดนใชโบรอนออกไซดเปนตวชวยหลอม

ละลาย โดยโบรอนจะลดความหนดของแกวลงแตท าไดนอยกวาโซดา การขนรปคอนขาง

ล าบากแตทนตอการเปลยนแปลงอณหภมอยางกะทนหนไดด ทนตอการกดกรอนของสารเคม

และมคาสมประสทธการขยายตวทางความรอนต า นยมใชท าภาชนะหงตม (cooking ware)

ชนดทสมผสความรอนโดยตรง ใชท าภาชนะทใชในหองทดลอง และท าเลนสของกลองดดาว

2.1.6 แกวอะลมโนซลเกต (alumino silicate glass) ไดแกแกวทม

อะลมเนยมออกไซดมากกวารอยละ 20 มแคลเซยมและแมกนเซยมปรมาณนอย ท าใหการ-

หลอมยากและการขยายตวต าเมอไดรบความรอนจงเหมาะทจะใชท าผลตภณฑประเภททตอง

สมผสกบอณหภมสง (high temperature ware) เชนภาชนะหงตม

2.1.7 แกวส (color glass) ไดแกแกวทมสในเนอแกว ท าไดโดยผสมสารใหส

ทเปนออกไซดของโลหะลงไปประมาณรอยละ 1 – 4 ทงนขนอยกบสทตองการ

2.2 ประเภทของแกวทแบงตามลกษณะการใชงาน

2.2.1 แกวทใชในวงการวทยาศาสตร ไดแก หลอดแกวทดลองตาง ๆ (tubes)

ปรซม (prism) และบกเกอร (beaker) เปนตน

2.2.2 แกวทใชในการใหแสงสวาง ใชท าหลอดไฟทใหแสงสวาง เชน หลอด

ฟลออเรสเซนท (fluorescent) แกวประเภทนยงใชท าเลนสของแวนตา แวนขยาย กลองถาย-

รป กลองจลทรรศน กลองสองทางไกล เปนตน

2.2.3 แกวทใชในวงการกอสราง เชน แกวบเพดาน (เนองจากสมบตดานการ

เปนฉนวนกนความรอน) เสนใยแกว (fiber glass) เสอกนความรอนและเสอกนไฟ

2.2.4 แกวสะเทน (neutral glass) หมายถงแกวทไมท าปฏกรยากบกรดหรอ

12

ดาง แกวพวกนไดแก ขวดใสยา ขวดใสน าเกลอ เปนตน

2.2.5 แกวกระจกรถยนต (safety glass) หรอเรยกทวไปวาแกวนรภย มสมบต

เดนของแกวชนดนคอเมอแตกจะไมมลกษณะแหลมคม (angular fragment) ทงนเพราะขณะ

ขนรป ใชลมเปาใหผวดานนอกของแผนแกวเยนและหดตวอยางรวดเรว เมอมการกระทบทผว

จงเกดการแตกราวเปนฝอย แกวทน ามาท ากระจกรถยนตนเปนแกวชนดโซดาไลม

2.2.6 แกวกนกระสน (bullet proof glass) เปนแกวชนดโซดาไลม ทภายหลง

การขนรปใหเปนแผนบาง ๆ (sheet) หลาย ๆ แผน แลวใชแผนพลาสตก (laminate) แทรกใส

ระหวางชนหรอแผนแกวและประกบกนจนกระทงไดความหนาตามความตองการ แกวชนดนจะ

มความแขงแรงเพมขนจนสามารถกนกระสนปนทะลผานได โดยกรณทถกยง กระสนปนจะ

แฉลบไมสามารถทะลกระจกเขาไปไดและหากสวนทเปนแกวหรอกระจกแตก จะมลกษณะราว

เปนแผนไมหลดแตกกระจายเพราะมแผนพลาสตกเชอมยดเศษแกวอย

2.2.7 ใยแกว ท าไดโดยการดงแกวเปนเสนใยแลวน ามาอดขนรป ใยแกวจะม

ความแขงแรงสงกวาเหลกกลาแตมความเบาและออนนมเหมอนขนสตว อกทงสามารถทจะ โคง

งอได สามารถดงใหเปนเสนเลกไดถง 1/300 ของความหนาของเสนผม ทนตออณหภมสงได

สมบตของใยแกวคอเกบเสยงและกนความรอนไดด นอกจากนนยงนยมน าแผนใยแกวไปตอ

เปนโครงเรอไดเพราะมน าหนกเบาและมความแขงแรง

2.2.8 แกวในวงการศลปะ ผลตภณฑแกวประเภทนไดแกแกวซงมความไวตอ

แสงอลตราไวโอเลต (ultraviolet) โดยสามารถจะอดภาพถายลงไปบนพนผวของแกว ได (photo

sensitive glass) นอกจากนแกวทใชในวงการศลปะยงรวมถงแกวสตลอดจนเครองประดบ

ตาง ๆ

2.2.9 แกวทเปนเครองใชในชวตประจ าวน ไดแก โคมไฟและภาชนะเครอง-

แกวตาง ๆ เพราะสมบตของแกวทแมจะเปนตวน าความรอนไดไมด แตสามารถดดความรอนได

ด ฉะนนหมอแกวจงสามารถดดและกกเกบความรอนไวไดนานกวาหมอโลหะ

2.2.10 แกวในงานอเลคทรอนกสและงานดานการโทรคมนาคม แกวประเภท

นไดแกหลอดโทรทศน หลอดสญญากาศ เปนตน

13

2.2.11 แกวในวงการอวกาศ เชนแกวทใชท าหนาตางจรวด เครองบน เปนตน

แกวประกอบดวยซลเกตทไมเปนผลก (non crystalline silicates) กบออกไซดของธาต

ตาง ๆ เชน แคลเซยมออกไซด โซเดยมออกไซด โพแทสเซยมออกไซด อะลมเนยมออกไซด

และโบรอนออกไซด เปนตน โดยออกไซดของธาตเหลานมผลท าใหแกวแสดงสมบตแตกตาง

กนไป ขนอยกบชนดและปรมาณของออกไซด ดงแสดงองคประกอบและคณลกษณะของแกว

ชนดตาง ๆ ทใชในอตสาหกรรมตามตารางท 1.1

ตารางท 1.1 องคประกอบและคณลกษณะของแกวทใชในอตสาหกรรม

ชนดของแกว องคประกอบ (รอยละน าหนก) คณลกษณะ

และการใชงาน SiO2 Na2O CaO Al2O3 B2O3 อน ๆ

แกวซลกา-

หลอมเหลว

>

99.5

-

-

-

-

-

อณหภมการหลอมสง

คาสมประสทธการ-

ขยายตวต า

แกวซลกา-

หลอมเหลว

รอยละ 96

96

-

-

-

4

-

ตานทานการเปลยน-

แปลงอณหภมและการ

กดกรอนของสารเคม

ไดด ใชท าอปกรณใน

หองทดลอง

แกวโบโร-

ซลเกต

81 3.5 - 2.5 13 - ตานทานการ

เปลยนแปลงอณหภม

และการกดกรอนของ

สารเคมไดด ใชท า

ผลตภณฑใชในเตาอบ

14

ตารางท 1.1 องคประกอบและคณลกษณะของแกวทใชในอตสาหกรรม (ตอ)

ชนดของแกว องคประกอบ (รอยละน าหนก) คณลกษณะ

และการใชงาน SiO2 Na2O CaO Al2O3 B2O3 อน ๆ

แกวโซดาไลม

แกวเลด-

ซลเกต

74

54

16

1

5

-

1

-

-

-

4 MgO

37 PbO

8 K2O

อณหภมการหลอมต า

ความหนาแนนสง

มความมนวาวสง

(detractive index)

ใชท าเลนส

แกวอะลมโน-

ซลเกต

70 -

- 18 - 4.5 TiO2

2.5 Li2O

ขนรปงาย แขงแรงและ

ทนตอการเปลยน-

แปลงอณหภมด ใชท า

ผลตภณฑใชในเตาอบ

ทมา (กระทรวงอตสาหกรรม, 2527, หนา 3)

วตถดบทใชในการผลตแกว

ในการผลตแกว วตถดบทใชในการผลตแกวสามารถจ าแนกไดเปน 6 กลมตามสมบต

ของวตถดบทมผลท าใหแกวเกดสมบตตาง ๆ กนดงนคอ (สรศกด โกสยพนธ, ม.ป.ป., หนา 41

– 43)

1. ตวท าใหเกดเนอแกว (glass former materials)

วตถดบทใชในการผลตแกวเพอท าใหเกดเนอเแกวหรอความเปนแกวไดแกทรายแกว

โดยทรายแกวจะตองมปรมาณของเหลกต าและสารประกอบอนเจอปนอยเลกนอย มฉะนนจะ

ไดเนอแกวทไมใส มสอยในเนอแกวและยากตอการหลอมละลาย ในประเทศไทยมทรายแกว

15

ปรมาณมากและคณภาพดทใชมาก 2 แหลงคอทรายแกวจากจงหวดระยองและทรายแกวจาก

จงหวดสงขลา โดยทวไปควรมปรมาณซลกอนไดออกไซดมากกวารอยละ 95 ขนาดของเมด

ทรายแกวควรใกลเคยงกนไมใหญกวา 20 เมช (0.84 มลลเมตร) และไมควรเลกกวา 100 –

200 เมช

ตารางท 1.2 คณลกษณะของทรายแกวตามมาตรฐานของประเทศองกฤษส าหรบท าแกวไมมส

องคประกอบทางเคม เกรด A (%) เกรด B (%) เกรด C (%)

ซลกอนไดออกไซด ต าสด

เฟอรรกออกไซด สงสด

ไทเทเนยมไดออกไซด สงสด

โครมกออกไซด สงสด

อะลมเนยมออกไซด สงสด

99.5

0.008

0.03

0.0002

**

99.5

0.013

*

0.0002

**

98.5

0.03

*

0.006

**

ทมา (ดวงเพญ ศรบวงาม และอนรกษ ปตรกษสกล, ม.ป.ป., หนา 80)

หมายเหต * ไทเทเนยมไดออกไซด ไมท าใหเกดสเหมอนเฟอรรกออกไซดและโครมก-

ออกไซดจงไมก าหนดส าหรบเกรด B และ C

** ขอจ ากดสงสดของอะลมเนยมออกไซดตกลงกนเองระหวางผซอและ

ผขายถามมากจะลดความโปรงแสงและท าใหหลอมยาก

16

ตารางท 1.3 คณลกษณะของทรายแกวตามมาตรฐานของประเทศสหรฐอเมรกา

(U.S. Bureau of Standards)

ระดบ

คณภาพ

ซลกา

(SiO2)

สงสด

(%)

อะลมนา

(Al2O3)

สงสด

(%)

เฟอรรก

ออกไซด

(Fe2O3)

สงสด (%)

แคลเซยมออกไซด

แมกนเซยมออกไซด

(CaO, MgO)

สงสด (%)

ประโยชน

เกรดหนง

เกรดสอง

เกรดสาม

99.8

98.5

95.0

0.1

0.5

4.0

0.02

0.035

0.035

0.1

0.2

0.5

ท าแวนตา

แกวทนไฟ

เครองถวยชาม

แกวชนดด

เกรดส

เกรดหา

เกรดหก

เกรดเจด

เกรดแปด

เกรดเกา

98.5

95.0

98.0

95.0

98.0

95.0

0.5

4.0

0.5

4.0

0.5

4.0

0.06

0.06

0.3

0.3

1.0

1.0

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

แผนแกวบาง

แทงแกวกลม

แกวขดเปนเงา

-

กระจกสเขยว

กระจก

หนาตาง

กระจกสเขยว

กระจกสอ าพน

กระจกสอ าพน

ทมา (ดวงเพญ ศรบวงาม และอนรกษ ปตรกษสกล, ม.ป.ป., หนา 80)

17

2. ตวชวยลดอณหภมในการหลอมแกว (fluxing agent)

วตถดบทใชในอตราสวนผสมของแกวทมสมบตเปนตวชวยลดอณหภมในการหลอมท

นยมใชไดแกโซดาแอซ (soda ash หรอ sodium carbonate, Na2CO3) สารนเมอน าไปผสมกบ

ทรายแกวในอตราสวนผสมรอยละ 10 – 16 จะชวยลดอณหภมการหลอมลงมาได 700 – 800

องศาเซลเซยสชวยท าใหทรายแกวหลอมตวงายขน เมอผสมโซดาแอซกบทรายแกว (SiO2) จะ

ไดแกวชนดโซเดยมซลเกต (sodium silicate, Na2SiO3) หรอทเรยกวาน าแกว (water glass) ม

สมบตละลายน าไดงาย จงใสหนปน (CaCO3) ลงไปในอตราสวนผสมเพอชวยใหไมละลายน า

เมออตราสวนผสมทงหมดหลอมตวรวมกนเกดเปนแกวแลวจะเรยกวาแกวโซดาไลม

นอกจากโซดาแอซ ทรายแกว และหนปนแลว ยงอาจใสอลคะไลเอรธ (alkalis earth)

อน ๆ ไดอก เชนแมกนเซยมและแบเรยม (barium) เปนตน ตวลดอณหภมอนทนยมใชไดแก

หนฟนมา (feldspar) ตะกวออกไซดและบอรรกออกไซดทใชในรปของสารบอรแรกซ (borax,

Na2B4O7 . 10H2O) ทนยมใชท าแกวโบโรซลเกต อยางไรกดการถอหลกเกณฑโดยทวไปวาแกว

ประเภทใดทมสวนผสมของวตถดบทมสมบตในการลดอณหภมปรมาณมากจะใชอณหภมใน

การหลอมต า ราคาถก แตถาใสวตถดบเพอการลดอณหภมปรมาณนอยจะไดเนอแกวคณภาพ

ดราคาแพงขนหากแตการหลอมละลายของเนอแกวจะตองใชอณหภมสงขน นอกจากวตถดบ

ทใชในการลดอณหภมทกลาวขางตนแลว เศษแกว (cullet) กเปนวตถดบทท าหนาทเปนตวลด

อณหภมเชนเดยวกนและนยมใชมาก ซงจะใชประมาณรอยละ 10 – 75 ในอตราสวนผสมของ

วตถดบ นอกจากนยงมหนโดโลไมท (dolomite) ทใหแคลเซยมและแมกนเซยมอกดวย

3. ตวฟอกส (decolorizing agent)

วตถดบทนยมน ามาใชเพอฟอกสของแกวไดแกซลเนยม (selenium) และโคบอลท

(cobalt) นยมใชในปรมาณนอยเพราะเปนสารทมราคาแพง โดยใชส าหรบฟอกสเขยวทเกด

จากออกไซดของเหลก แตหากมปรมาณเหลกออกไซดเกนกวารอยละ 0.06 แมตวฟอกสกไม

สามารถก าจดสได ฉะนนจะตองควบคมปรมาณของตวทท าใหเกดสควบคกนดวย การใช

ซลเนยมมขอเสยบางประการคอหากใชปรมาณมากเกนจะท าใหความสดใสของเนอแกวลดลง

18

อกประการหนงคอถาใชตวไลฟอง (อารซนกออกไซด, arsenic oxide, As2O3) มากจะมผลตอ

สมบตในการฟอกสของซลเนยม

4. ตวไลฟอง (oxidizing agent)

วตถดบทมสมบตชวยในการไลฟองอากาศในเนอแกวทหลอมเปนน าแกวแลวไดแก

อารซนกออกไซด และโซเดยมไนเตรท (sodium nitrate, NaNO3) การหลอมแกวแตละครงจะ

เกดฟองแกสขนมาก เนองจากสารพวกคารบอเนต (carbonate) ในวตถดบทท าปฏกรยา

ในขณะการหลอมเกดเปนกาซคารบอนไดออกไซด (carbon dioxide, CO2) ซงเปนตวท าให

เกดฟองในเนอแกว ฟองนจะสามารถก าจดไดโดยการเตมสารพวกอารซนกออกไซดหรอ

โซเดยมไนเตรท

5. ตวชวยท าใหเกดสและทบแสง (coloring and opacifiying agent)

วตถดบทใชเพอใหเกดสและทบแสงนจะใชในการท าแกวสและแกวทบแสง ซงวตถดบ

ทใชแสดงไดตามตารางท 1.4

ตารางท 1.4 ออกไซดทชวยใหแกวเกดสและทบแสง

สและสมบตทตองการ ออกไซดทใช

สน าเงน

สฟา

สเหลอง

สเขยว

สชา

สมวง

สเหลองเขยว

Co2O3

CuSO4

CdSF หรอ Fe2O3 + C

K2Cr2O7 หรอ Cr2O3

C + Fe2O3 + S

NiO หรอ MnO

U

19

ตารางท 1.4 ออกไซดทชวยใหแกวเกดสและทบแสง (ตอ)

สและสมบตทตองการ ออกไซดทใช

สแดง

สด า

ทบแสง

SeO2 + CdSF หรอ SeO2 + C, Au

MnO ใชปรมาณมาก

fluorite (F) และ phosphate (P)

ทมา (สรศกด โกสยพนธ, ม.ป.ป., หนา 42)

6. ตวควบคมความหนดหรอควบคมการไหลตวของแกว (viscosity fluidity)

วตถดบทนยมใชเพอควบคมการไหลตวของน าแกวไดแกอะลมนาและหนฟนมาทงชนด

โซดา (soda feldspar) และชนดโพแทส (potash feldspar) ทมสมบตชวยลดอณหภมการ-

หลอม

การผลตแกว

กรรมวธในการผลตภาชนะแกวแบงออกไดเปน 6 ขนตอนดงน (Norton, 1957, pp.

162 – 167)

ขนท 1 การเตรยมสวนผสม (batch mixing)

ทรายแกวซงเปนวตถดบหลกทมคณภาพถกตองเหมาะสมจะถกล าเลยงสตะแกรงรอน

เพอรอนแยกสงสกปรกทปะปนออก ตอจากนนจงเคลอนสทเกบ เมอตองการใชกจะเปด

สวนลางของทเกบปลอยใหทรายทสะอาดเคลอนลงสภาชนะรองรบ ชงใหไดน าหนกตามความ-

ตองการพรอมทจะน าไปใชผสมกบสวนผสมอน ๆ อนไดแก หนปน หนฟนมา เปนตน ทผาน

การท าความสะอาดและบดใหละเอยดในเครองบด รอนใหไดขนาดของเมดตามมาตรฐานและ

ชงน าหนกตามอตราสวนผสม

20

ขนท 2 การหลอม (melting)

สวนผสมทเตรยมไวแลวจะถกปอนเขาสเตาหลอมโดยเครองเตมสวนผสมทางชองดาน

ทายของเตา (dog house) ซงกอดวยอฐทนไฟ ในขณะทเกดการหลอม วตถดบในสวนผสมจะ

เกดปฏกรยาสลายตวใหออกไซดและแกสทหองหลอมละลาย (melting zone) ซงมอณหภม

ประมาณ 1,400 องศาเซลเซยส สารประกอบทไดจากการหลอมนจะมลกษณะเปนเนอแกวท

เหลว สวนแกสจะออกจากเนอแกวทหลอมเหลวทางปลองเตา เนอแกวจะไหลสหองไลฟองซง

มอณหภมประมาณ 1,500 องศาเซลเซยส ทอณหภมนเองแกสทหลงเหลอจะถกไลออกจนหมด

เนอแกวเหลวทปราศจากแกสมความหนาแนนสงกวาจะจมลงสระดบพนของเตาหลอม ผาน

ชอง (throat) ไปยงหองแกวใส (refining zone) ชวงนอณหภมจะลดลงเหลอประมาณ 1,200

องศาเซลเซยส เพอใหแกวมความหนดเหมาะสมเพอใชในการขนรป

จดประสงคในการหลอมแกวกเพอทจะเปลยนวตถดบใหเปนของเหลวทมเนอแกว

สม าเสมอเขากน ดงนนขนาดของเมดวตถดบจงมสวนส าคญ หากขนาดของวตถดบละเอยด

มากเกนไป จะมสภาพเปนฝนและกระจายตวท าใหประสทธภาพในการผสมต าและใชเวลานาน

กวา ในการหลอมแกวตองใหเกดปฏกรยาอยางสมบรณคอไมใหมฟองอากาศหลงเหลออย

หลงจากการหลอมตามอณหภมทก าหนดไว ซงแกวแตละชนดจะมอณหภมในการหลอม

แตกตางกนดงแสดงไวในตารางท 1.5 แตเตาหลอม (furnace) ทใชในการหลอมแกวมเพยง 2

ชนดคอเตาสมยโบราณมลกษณะเปนหมอหลอม (pot furnace) และเตาหลอมทมระบบการ

ควบคมอตโนมต (continuous tank furnace) นยมใชในปจจบน

21

ตารางท 1.5 อณหภมทใชหลอมแกวชนดตาง ๆ

ชนดของแกว อณหภมทใช (OC)

แกวซลกาหลอมเหลว

แกวโซดาไลม

แกวเลดซลเกต

แกวอะลมโนซลเกต

1,700 – 1,800

1,500

1,450

1,600

ทมา (Norton, 1957, p. 168)

ขนท 3 การขนรป (forming)

เนอแกวเหลวจากหองแกวใสจะไหลไปตามรางทท าดวยอฐทนไฟซงเรยกวาเครองปอน

แกว (feeder) ผานบรเวณควบคมอณหภม (cooling and conditioning section) เขาส สเปาท

(spout) หลนลงสเครองจกรทางชองเลก ๆ (orifice) โดยมกรรไกรคอยตดเนอแกวเหลวใหเปน

กอนเรยกวากอนแกว (gob) ซงสามารถควบคมน าหนกของกอนแกวทตองการและความเรว

ของการเคลอนทและการตดได หลงจากนนจงน ากอนแกวไปขนรปดวยวธตาง ๆ

การขนรปผลตภณฑแกวจะตองขนรปในขณะทอยในสภาพทกอนแกวมความหนด

(viscosity) ทอณหภมสง จงตองควบคมความหนดใหเหมาะสมโดยการควบคมจากอณหภม

การหลอมและสวนผสม ถาอณหภมการหลอมสงความหนดจะต า นยมใชขนรปผลตภณฑ

ขนาดเลก ถาตองการท าผลตภณฑขนาดใหญตองใหอณหภมการหลอมต ากวาเพอใหแก ว

แขงตวเรวและทรงรปอยได ซงวธการขนรปม 5 วธคอ การเปา (blowing) การอดดวยความดน

(pressing) การดง (drawing) การรด (rolling) และการเทแบบ (casting) การขนรปแตละวธ

จะท าในขณะทเนอแกวมอณหภมและความหนดในชวงตาง ๆ กน

22

ความหนด (ปวส)

400 600 800 1000 1200 1400 อณหภม (องศาเซลเซยส)

ภาพท 1.1 ความหนดของเนอแกวชนดโซดาไลม

ทมา (Norton, 1957, p. 151)

จากภาพท 1.1 แสดงใหเหนวาความหนดของเนอแกวมการเปลยนแปลงอยางรวดเรว

ตามอณหภมของเนอแกว โดยเนอแกวชนดโซดาไลมทนยมใชในการผลตขวดตาง ๆ ทอณหภม

1,400 องศาเซลเซยส มความหนดประมาณ 100 ปวส (101.5 – 102.5 Poises) และความหนด

จะเพมขนเปน 104 – 107.6 ปวส ในชวงทใชขนรปซงมอณหภมระหวาง 700 – 1,000 องศา-

เซลเซยสและทอณหภมทใชเพอปรบปรงสภาพเนอแกวหรอชวงการอบแกวคอระหวาง 400 –

500 องศาเซลเซยส ความหนดของเนอแกวจะเพมขนเปน 1012.5 – 1013.4 ปวส โดยการปรบ

อณหภมอยางละเอยดจะสามารถท าใหขนรปผลตภณฑโดยวธการตาง ๆ ได ซงจะยกตวอยาง

วธการขนรปและการขนรปผลตภณฑจากแกวบางประเภททนยมใชและพบเหนผลตภณฑ

1013

1011

109

107

105

103

101

ชวงการอบ

จดออนตว ชวงการขนรป

ชวงการหลอม

23

โดยทวไปดงตอไปน

1. การขนรปโดยอาศยความสามารถ หรอความช านาญของคน เนอแกวจะหลอมใน

เบาหลอม คนงานทมความช านาญจะใชทอเหลกขนาดเลกมวนเพอยดเนอแกวในลกษณะ

เปนกอนไวทปลายทอดานหนง เปาเนอแกวใหเปนกระเปาะ กลงกระเปาะนไปมาบนแทนไมซง

ไหมเกรยมเปนถานเปนการเตรยมผวนอกของผลตภณฑ การกระท า เชนนเปนสงจ าเปน

เพราะการท าใหผวเนอแกวเยนตวลงท าใหผวแกวมความหนดเพมขน การเปลยนแปลงรปราง

ท าใหภายในเนอแกวมฟองอากาศเกดขน ฟองอากาศจะไมสามารถผานทะลผวเนอแกว

ออกมาได ท าใหกอนเนอแกวไมบดเบยวมากเกนไป ขนตอมาคอการเปาเนอแกวเปนรป

ผลตภณฑ ตด อดและกลงใหไดรปราง รปทรงทตองการ ในชวงการท างานแตละชวงตองม -

การท าใหเนอแกวอนอยางสม าเสมอ การขนรปโดยใชความช านาญของคนนจะใชผลตแกว

ผวบางหรอภาชนะทตองการความประณต

2. การขนรปโดยการกดอด ใชส าหรบการขนรปผลตภณฑทมความหนา เชน จานและ

ชาม เปนตน แมพมพ (mold) ทใชสวนมากท ามาจากเหลกหลอทเคลอบดวยกราไฟท ตามภาพ

ท 1.2 เปนกระบวนการขนรปชาม เมอน าวตถดบหลอมเหลวทเรยกวากอนเนอแกว (gob) ใส

ไปในแมพมพ น าแมพมพตวผมากดอดท าใหกอนเนอแกวไหลไปแทรกตวในชองวางภายใน

แมพมพเปนรปแบบตามทออกแบบไว เมอถอดแมพมพทงสองออกจะไดผลตภณฑตาม

ตองการ

24

ภาพท 1.2 การขนรปแกวโดยวธกดอด

ทมา (Norton, 1957, p. 163)

3. การขนรปโดยการเปา ใชขนรปผลตภณฑประเภทขวด เหยอกน า หลอดไฟ เปนตน

ซงสามารถขนรปโดยใชวธเปาไปประกอบกบการขนรปวธอนไดหลายวธ เชน การกดอดและเปา

การเปาและเปา การดดและเปา เปนตน

3.1 กระบวนการกดอดและเปา (pressing and blowing process หรอ Lynch

Miller machine) การขนรปประกอบดวย 2 กระบวนการคอการกดอดและการเปา การกดอดนน

แบบพมพ

กอนแกว

พมพอด สปรง

ผลตภณฑ

(1) (2) (3)

(4) (5) (6)

25

ด าเนนการเหมอนกบการขนรปชามตามวธการอดดงทกลาวแลวขางตน หากแตกตางกนท

ผลตภณฑทไดจากการกดอดเชนเดยวกบวธแรกซงในทนเรยกวาพารสน (Parison) จะตอง

น าไปขนรปตอ โดยน าพารสนทไดไปใสในแมพมพเปา (blow mold) เพอท าการเปาขนรปโดย

ทนทกอนทอณหภมของพารสนจะลดลง ไดเปนรปภาชนะตามตองการ วธนนยมใชขนรปขวด

ปากกวางตามภาพท 1.3

ภาพท 1.3 การขนรปแกวโดยวธการกดอดและเปา

ทมา (Norton, 1957, p. 166)

3.2 กระบวนการเปาและเปา (blowing and blowing หรอ Lynch machine) ใช

วธการเปาใหไดพารสนแลวจงน าไปขนรปตอโดยใชวธเปา นยมใชในการขนรปขวดปากแคบดง

แสดงวธการขนรปตามภาพท 1.4

กอนแกว

แบบพมพ

พมพอด

(1) (2) (3) เปาลม

แบบพมพ

พารสน

(4) (5) (6)

26

ภาพท 1.4 การขนรปโดยวธเปาและเปา

ทมา (Norton, 1957, p. 165)

(1) (2) (3)

(4) (5) (6)

(7) (8) (9)

กอนแกว

แบบพมพ

เปาลม

เปาลม

พารสน

แบบพมพ เปาลม

27

3.3 กระบวนการดดและเปา (vacuum and blowing process หรอ Owens

machine) เครองจะดดแกวหลอมขนมาในแบบแลวมลมเปาใหไดพารสน หลงจากนนจงน าไป

เปาใหไดรปทรงตามตองการตามภาพท 1.5

ภาพท 1.5 การขนรปแกวโดยวธดดและเปา

ทมา (Norton, 1957, p. 164)

(1) (2) (3)

(4) (5) (6)

(7) (8) (9)

แกวหลอม

เปาลม

เปาลม

พารสน

แบบพมพ

28

ในอตสาหกรรมขนาดใหญ การผลตเปนไปอยางรวดเรวและเปนอตโนมตใช

เครองจกรทท างานอยางรวดเรวและมความละเอยดโดยการควบคมกอนเนอแกวซงจะสงไปยง

เครองขนรปภณฑทผลตอยางรวดเรวและมมาตรฐานเพราะกอนแกวซงมน าหนกคงทจะถกดน

ออกมาทอณหภมหนงทถกควบคมอยางด กอนเนอแกวนจะถกอดใหมรปรางสม าเสมอทกครง

เนอแกวทมรปรางสม าเสมอจะถกตดในระยะเวลาทเหมาะสม เพอควบคมน าหนกใหสม าเสมอ

4. การขนรปโดยการดง ใชในการผลตผลตภณฑทเปนแทงแกวกลวงหรอตน โดย

เนอแกวจะถกดงออกมาโดยเครองจกรทมแทงวตถทนไฟเปนแกนและใชการควบคมความดน

อากาศเปนตวท าใหแทงแกวกลวง แทงแกวกลวงทถกดงออกมาจากแบบพมพทมลกษณะ

คลายรงผงดวยความเรวทมการควบคมรวมทงมการควบคมความดนอากาศภายในจงท าใหม

ผวดานในและดานนอกสม าเสมอ แทงแกวกลวงพเศษบางชนด เชนเทอรโมมเตอรใชกรรมวธ

ดงแบบไมตอเนองเพราะเปนทรงกระบอกแตจะมการโคงคอดในบางชวง

กรรมวธการดงเนอแกวใหมลกษณะเปนเสนใยและน าเสนใยนไปท าใหเปนแผนรวมทง

ใชเปนโครงสรางในซเมนตเชนเดยวกบการใชโครงสรางของเหลกในคอนกรตและยงใชเปน

โครงสรางทใหความแขงแรงในพลาสตก การผลตเสนใยท าไดโดยการดงเนอแกวออกมาจาก

ภาชนะแพลทนม (platinum) โดยดงผานรพรนขนาดเลกดวยความเรวสงมาก อากาศจะท าให

ผวเสนใยรกษารปรางเสนใยไวได อตราเรวในการดงจงมความสมพนธอยางใกลชดกบขนาด

ของเสนใย เสนใยทผลตกนทวไปมขนาดประมาณ 0.004 นว

5. การขนรปโดยการดงและรด ใชในการผลตกระจกแผน ท าไดโดยดงน าแกวออกมา

จากสวนหนาของเตาหลอมอยางสม าเสมอและตอเนอง จากนนกระจกจะถกดงผานลกกลงสอง

ลกซงท าหนาทควบคมความหนาของแผนกระจก และแผนกระจกจะผานไปในชองเตาอบเพอ

ปรบสภาพเนอแกว ชวงทดงแผนกระจกขนมาจะมน าหลอบรเวณผวกระจกท าใหผวกระจกเยน

และเกดความคงทน ซงในระหวางดงแผนกระจกขนนกระจกจะเกดชนเนอแกวบาง ๆ ทมความ-

หนดมาก มความทนทานไมเสยรปไดงาย ดงนนการท าใหผวกระจกเยนตวลงเปนสงจ าเปนมาก

ในการผลตกระจกแผน หลงจากทกระจกแผนถกดงขนมาจะผานไปยงเตาปรบสภาพเนอแกว

ผานไปยงเครองขดหยาบและขดละเอยด ความหนาของกระจกถกขดออกไปประมาณรอยละ

29

โตะรดแผนกระจก

น าแกว

แผนกระจก เตาหลอม

เตาหลอม น าแกว

ลกกลง ก าแพงกน

แผนกระจก

25 – 50 ของความหนาเดม

(1)

(2)

ภาพท 1.6 การขนรปแกวโดยวธการดงและรด

ทมา (Norton, 1957, p. 166)

6. การผลตเสนใยสน ๆ ผลตโดยการพนไอน าดวยความเรวสงไปบนเนอแกวหลอมท

ก าลงไหล จะท าใหไดเสนใยละเอยดหลายขนาดผสมกน กรรมวธนจ าเปนจะตองเปาใหเนอแกว

กระจายละเอยดมากพอจนสามารถแขงตวกอนทเนอแกวจะหดตวจากความตงผว ท าใหเสนใย

มขนาดสนเกนไป การทเนอแกวหลอมสามารถแปรรปเปนเสนใยในกรรมวธนไดเนองจากการ

ท าใหเกดการเปลยนแปลงความหนดอยางรวดเรวเมอมการเปลยนแปลงอณหภมนนเอง

30

ขนท 4 การอบ (annealing)

ทกขนของกรรมวธการผลตแกวจะมการเปลยนแปลงอณหภมซงจะมผลท าใหเกดแรง

เคน (stress) ขนในเนอแกว ขนตอนตอจากการขนรปคอจะตองน าภาชนะแกวทไดมาอบเพอ

ควบคมอตราการเยนตวของเนอแกวใหเปนไปโดยสม าเสมอ มฉะนนแกวจะแตกเนองจากแรง

เคนทเกดขนในเนอแกว เตาทใชส าหรบอบแกวจะมความยาวประมาณ 20 เมตร มสายโลหะ

ขบเคลอนดวยมอเตอรซงสามารถควบคมความเรวได อณหภมจากหวอบประมาณ 600 องศา-

เซลเซยส ทงนขนอยกบประเภทของแกว ส าหรบเนอแกวซลเกตใชอณหภมระหวาง 400 – 500

องศาเซลเซยสและลดลงเรอย ๆ อยางสม าเสมอจนถงทายเตาอบเหลอประมาณ 60 องศา-

เซลเซยส

ขนท 5 การตรวจสอบสมบตและคณภาพของแกว (inspection and quality

control)

ภาชนะแกวทผานการอบแลวจะตองมการตรวจสอบสมบตทางกายภาพ เชน ขนาด

ความสง ความกวาง ขนาดปาก และรอยต าหนตาง ๆ เมอผลตภณฑแกวผานการทดสอบเบอง-

ตนแลว จะมการสมแกวไปทดสอบคณภาพตามความตองการและตามมาตรฐานทก าหนดเปน

ระยะ ๆ เชน การทดสอบความเครยดของเนอแกว ความสามารถในการรบแรงอดแรงกระแทก

หรอการทนตอการเปลยนแปลงอณหภมอยางกะทนหน เปนตน

ขนท 6 การตกแตง (finishing)

ภาชนะแกวบางชนดจะมการตกแตงโดยการประทบตราของบรษท รปภาพ อกษร และ

สญลกษณตาง ๆ โดยใชวธการพมพ (screen painting) สทใชส าหรบการพมพนอาจเรยกวาส

เคลอบ (glaze) ซงจะมอณหภมการหลอมต า เมอพมพลงไปบนภาชนะแกวแลว จะตองน าไป

อบอกครงหนงทอณหภม 300 – 500 องศาเซลเซยส สจะสดใสและจบแนนกบผวแกว การแตง

อกลกษณะหนงไดแกการเจยรนย โดยการน าภาชนะแกวทตองการท าลวดลายไปขดกบสารท

มความแขงสงกวาแกว เชน กากเพชร (carborundum) ทก าลงหมนรอบตวเองดวยมอเตอรทม

31

ความเรวพอสมควรและมน าเปนตวท าใหเยน กากเพชรจะขดแกวใหเปนรอยตามความตองการ

ต าหนของแกว

ต าหนในแกวอาจเกดเนองจากสาเหตสองประการคอเกดเนองจากความบกพรองของ

เนอแกวและเนองจากความบกพรองในการท างานของผผลต ต าหนทมกพบบอยและสาเหตท

ท าใหเกดต าหนนน ๆ มดงตอไปน (ปรดา พมพขาวข า, 2532, หนา 336 – 337; สรศกด

โกสยพนธ, ม.ป.ป., หนา 50 – 51)

1. กอนแขงในเนอแกว

ต าหนของแกวทมลกษณะเปนรองหรอรอยของผลกในเนอแกวหรออาจเรยกวาสโตน

(stones) จะเกดเนองจากองคประกอบของเนอแกวบางสวนไมหลอมละลายเปนเนอเดยวกบ

สวนขางเคยง หรออาจเกดจากการตกผลกขององคประกอบซลกา หรอเกดจากองคประกอบ

ซงเปนสารทนไฟแตอณหภมทใชในการหลอมแกวไมถงจดหลอมตว (vitrified) ของวตถดบทใช

นน จงท าใหสวนผสมดงกลาวคงสภาพเปนกอนแทรกในเนอแกว สโตนในเนอแกวจะท าให

ความแขงแกรงของแกวลดลงโดยบรเวณทมสโตนจะแตกหกงาย

2. รวในเนอแกว

ต าหนของแกวทมลกษณะเปนรอง เปนเสน หรอเปนรวในเนอแกว หรออาจเรยกวา

คอรด (cords) หรอสไทรอ (striae) เกดจากการเปลยนแปลงของสวนประกอบ โดยมการ

รวมกนของเนอแกวทมสวนประกอบตางกนเพยงเลกนอยกจะท าใหสมบตตอแสงและสมบตอน

แตกตางกนได สาเหตทท าใหเกดคอรดไดแกการมสารทมสมบตเปนวตถทนไฟไดละลายเขาไป

ในเนอแกว การผสมวตถดบไมดพอท าใหสวนผสมของเนอแกวไมเปนเนอเดยวกน หรอเกด

การตกผลกออกมาแลวกลบละลายเขาไปในเนอแกวใหม สงเหลานท าใหเกดเสนและรวในเนอ

แกวได ต าหนชนดนเปนอนตรายตอเนอแกวทจะน าไปใชท าเลนสชนดตาง ๆ ทงนเพราะเลนส

ตองการคาดชนหกเหแสงทแนนอนและไมเปลยนแปลง

32

3. ฟองอากาศในเนอแกว

ฟองอากาศทเกดในเนอแกวมสองลกษณะคอซดส (seeds) และบรสเตอร (blisters)

โดยฟองอากาศทเรยกวาซดสจะมขนาดเลกกวาฟองอากาศทเรยกวาบรสเตอร แตลกษณะ

ฟองอากาศทงสองชนดจะท าใหแกวมความสวยงามลดลงซงมกจะพบเปนปรมาณไมมากนก

แหลงทมาของฟองอากาศในผลตภณฑอาจมาจากหลายแหลง ซงสาเหตทท าใหเกดต าหนน

สวนมากไดแกแกสทเกดจากการสลายตวของเกลอคารบอเนต (CO3=) เกลอซลเฟต (SO4

=)

และวตถดบทมความชน นอกจากนเกดจากการกวนผสมอยางรนแรง การเกดปฏกรยาของ

สวนผสมระหวางท าการหลอมแกวฟองอากาศมแนวโนมทจะลอยขนดานบนผวหนาในชวงของ

การหลอมซงเปนททมอณหภมสงสด หรออาจจะไมปรากฏใหเหนเนองจากละลายอยในเนอ-

แกวเหลว นอกจากนจะมแกสจ านวนหนงซงเกดขนจากสมบตของสวนผสมเนอแกวและ

อณหภมละลาย โดยแกสนจะแทรกอยในเนอแกวเหลวในชวงของเตาทท าใหเนอแกวสะอาด

ในหองปฏบตการทการหลอมและการท าแกวเสรจในชวงเวลาอนสนจะเปนการยาก

ทจะก าจดฟองอากาศใหหมดโดยสมบรณ โดยฟองอากาศอาจเกดจากสงสกปรกหรอสงเจอปน

อน ๆ ทสามารถท าใหเกดแกสได ฟองอากาศนเปนเรองส าคญมากส าหรบการผลตเนอแกว

เพอใชท าเลนส ดงนนการตรวจหาจ านวนและขนาดของฟองอากาศจงเปนเรองจ าเปนเพอจะ

ควบคมคณภาพของเนอแกวในระหวางท าการผลต แตฟองอากาศในเนอแกวนจะเปนปญหา

เลกนอยส าหรบอตสาหกรรมกระจกแผนและภาชนะชนดตาง ๆ เพอการใชงานในชวตประจ าวน

4. รอยยนบนผวแกว

รอยยนบนผวแกวหรอทเรยกวาชลมารค (chill marks) เกดเนองจากเนอแกวสมผสผว

แบบไมสม าเสมอ ต าหนแบบนไมเปนผลเสยตอเนอแกวมากนกเพยงแตท าใหความสวยงาม

ลดลง สวนมากจะเกดกบผลตภณฑแกวทขนรปโดยการอด

5. รอยตดแกว

รอยตดของแกวหรอเชยรมารค (shear marks) เปนต าหนทเกดจากการทงรอยตดของ

ใบมดตดเมอท าการตดผลตภณฑออกจากแบบพมพหรอเครองขนรปขณะทแกวรอนและเมอ

เยนตวยงทงรอยใหเหนอย ต าหนชนดนไมเปนผลเสยตอเนอแกว เพราะในขนตอนการตรวจ

33

คณภาพสามารถใชการขดเพอลบรอยออกได

6. ครบ

ลกษณะครบหรอเรยกวาพนส (pins) เกดเนองจากการประกอบแบบไมสนทจะปรากฏ

ทผวของแกวบรเวณรอยตอของแบบพมพ สามารถขดออกไดเชนกน

7. รอยพบทผวแกว

รอยพบบนผวของผลตภณฑแกว หรอทเรยกวาแลบส (labs) เกดจากการไหลตวไมด

ของเนอแกวขณะกอตวในแบบ ซงเปนผลมาจากการตงเครองควบคมการไหลของเนอแกวเหลว

ไมด

8. รอยราวทผวแกว

รอยแตกทผวแกว (surface cracks) อาจจะแตกเปนรอยยาว สน ลก หรอตนกได

สาเหตทเกดขนมหลายประการเชน ใชแรงดนมากในขณะอดขนรป หรอเพราะการเปลยนแปลง

อณหภมอยางกะทนหนขณะทงใหเยนและต าหนอาจเกดขณะขด (polishing) ต าหนชนดนจะ

มผลท าใหความแขงแกรงของแกวลดลง

บทสรป

แกวเปนวสดอโลหะชนดหนงทไดจากการหลอมวตถดบจ าพวกสารประกอบซลกากบ

สารโลหะออกไซดอนทอณหภมสงแลวท าใหเยนตว ซงแกวจะมลกษณะโปรงใส แขงแตเปราะ

สามารถหลอมละลายไดดวยความรอน สามารถน าไฟฟาไดดทอณหภมสง แกวจ าแนกไดเปน

2 ประเภทคอแกวทเกดขนโดยธรรมชาตและแกวทมนษยสรางขน แตหากจะพจารณาแกวจาก

องคประกอบทางเคมแลวแกวสามารถแบงไดเปน 7 ชนดคอ แกวซลกาหลอมเหลว แกวโซดา-

ไลม แกวเลดซลเกต แกวโลโรซลเกต แกวอะลมโนซลเกต และแกวส ซงแกวทง 7 ชนดจะใช

วตถดบในการผลตแตกตางกนท าใหมสมบตแตกตางกน แตสามารถจ าแนกประเภทของวตถ-

ดบทใชในการผลตแกวเปน 6 กลมไดแก วตถดบทท าใหเกดเนอแกว วตถดบชวยลดอณหภม

ในการหลอมแกว วตถดบเพอฟอกส วตถดบเพอชวยไลฟอง วตถดบทชวยใหเกดสและทบแสง

34

และวตถดบเพอควบคมการไหลตวของแกว

วตถดบกลมตาง ๆ ดงกลาวจะถกเตรยมและน ามาหลอมรวมกนในเตาหลอม หลงจาก

นนจงน าไปขนรป ซงมวธการขนรปแตกตางกนไมวาจะเปนการใชคนเปาขนรป การกดอด การ-

ขนรปโดยการเปา และการขนรปโดยการดงใหเปนแทงแกว รวมทงการดงและรดใหเปนกระจก

แผน หลงจากการขนรปจงน าผลตภณฑทไดไปอบแลวตรวจสอบสมบตและตรวจสอบคณภาพ

รวมทงตกแตงใหเกดความสวยงาม ซงการผลตแกวอาจเกดต าหนในเนอแกวในขณะการหลอม

และขนรป ไดแก ต าหนทเปนกอนแขง เปนรว และเปนฟองอากาศ หรออาจเปนต าหนทเกดทผว

แกวจากการขนรป ไดแกรอยยนทผว รอยตด ครบ รอยพบ และรอยราว ซงต าหนแตละชนด

จะมผลตอสมบตของแกวแตกตางกน

35

แบบฝกหดประจ าบทท 1

ค าสง ตอบค าถามตอไปน

1. แกวมความหมายอยางไรและมสมบตเปนเชนไร

2. ออบซเดยนคอแกวชนดใดและมลกษณะเชนใด

3. แกวในอดตและแกวในปจจบนมลกษณะแตกตางกนอยางไร

4. กรมชางหงกระจกเปนหนวยงานทตงขนในสมยใดและมหนาทอยางไร

5. หากจ าแนกประเภทของแกวตามองคประกอบทางเคมจะแบงแกวไดเปนกชนด

อะไรบาง

6. แกวซลกาหลอมเหลวมสมบตอยางไร

7. ไวคอรตางจากแกวซลกาหลอมอยางไรและนยมใชไวคอรท าอะไร

8. แกวทนยมใชมากทสดคอแกวชนดใดและมสมบตอยางไร

9. หากใชตะกวเปนตวชวยหลอมละลายจะเรยกแกวชนดนนวาอยางไรและท าใหแกว

มลกษณะพเศษเชนไร

10. แกวโบโรซลเกตมลกษณะอยางไรและนยมใชท าอะไร

11. แกวอะลมโนซลเกตมสมบตอยางไรและนยมใชท าอะไร

12. แกวสะเทนหมายถงแกวทมลกษณะเชนไร

13. แกวกนกระสนใชแกวชนดใดในการขนรปและมลกษณะพเศษเชนไร

14. วตถดบทใชในการผลตแกวมกกลม ไดแกอะไรบางและยกตวอยางชอวตถดบทใช

ในแตละกลม

15. ในการท าเนอแกวใหเกดการทบแสงใชวตถดบชนดใด

16. การผลตแกวมขนตอนอยางไรบาง

17. การกดอดเหมาะส าหรบขนรปผลตภณฑลกษณะใด

18. พารสนคออะไร

36

19. เพราะสาเหตใดจงตองอบแกวหลงจากการขนรป

20. ผลตภณฑแกวมต าหนลกษณะใดบาง บอกมา 3 ลกษณะพรอมอธบายสาเหตของ

การเกดต าหนดงกลาว

37

เอกสารอางอง

ดวงเพญ ศรบวงาม และอนรกษ ปตรกษสกล. (ม.ป.ป.). วสดอโลหะ. กรงเทพฯ: ภาควชา

วศวกรรมเคม คณะวศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร.

ปรดา พมพขาวข า. (2532). เซรามกส (พมพครงท 2). กรงเทพฯ: จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

วทยาศาสตรบรการ, กรม. (ม.ป.ป.). เคลอบส าหรบโลหะ Enamel. กรงเทพฯ: ศนยวจยและ

พฒนาอตสาหกรรมเซรามกส กรมวทยาศาสตรบรการ.

สรศกด โกสยพนธ. (ม.ป.ป.). วสดศาสตร. กรงเทพฯ: เอกสารประกอบการศกษาวชาชน

461 ภาควชา ชางปนดนเผา คณะวชาอตสาหกรรมศลป วทยาลยครพระนคร.

อตสาหกรรม, กระทรวง. (2527). มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมวธทดสอบ

ความตานทานทางเคมของภาชนะแกวบรรจยา (มอก. 501 – 2527). กรงเทพฯ:

ส านกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม กระทรวงอตสาหกรรม.

Norton, F. H. (1957). Elements of ceramics (2nd ed.). New York: Addison - Wesley.

38

ใบงาน วชา 5524504 ผลตภณฑเซรามกสและเทคโนโลย

สอการสอนบทท 1 ชอเรอง ต าหนของแกว

วตถประสงคเชงพฤตกรรม

เพอใหผเรยนวเคราะหลกษณะและการเกดต าหนของแกวได

งานทมอบหมาย

ใหผเรยนพจารณาผลตภณฑแกวทใชงานในชวตประจ าวน เชน ขวดแกว จานแกว ชาม

แกว แกวน า เปนตน วามต าหนลกษณะเชนใดบาง ต าหนชนดนนมชอวาอะไร และต าหน

แตละชนดดงกลาวนนมสาเหตเกดจากอะไร

การวดผลและการประเมนผล

1. การวดผล

1.1 ปรมาณงานทท าไดตามก าหนดเวลา

1.2 ความถกตองและความสะอาดเรยบรอยของรายงาน

2. การประเมนผล

คะแนนสะสม 10 คะแนน