Articles
 
กระบวนการหล่อแผ่นอะคริลิก


       แผ่นอะคริลิกมักนิยมขึ้นรูปด้วยกระบวนการการหล่อ ทั้งนี้เนื่องจากแผ่นอะคริลิกที่เตรียมได้จากกระบวนการหล่อจะมีสมบัติเชิงกล และสมบัติด้านความโปร่งแสงที่ดี อีกทั้งยังสามารถนำไปแปรรูปต่อด้วยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มได้ชิ้นงานพลาสติกที่มีคุณภาพดี โดยทั่วไปกระบวนการหล่อแผ่นอะคริลิกสามารถทำได้ 2 วิธี ได้แก่ กระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง (Continuous Casting Process) และกระบวนการหล่อแบบไม่ต่อเนื่อง (Batch Casting Process) ที่นิยมเรียกว่ากระบวนการหล่อแบบเซลล์ (cell casting process) กระบวนการหล่อแบบต่อเนื่องนั้นจะทำระหว่างสายพานลำเลียงสองเส้นที่กำลังเคลื่อนที่ ส่วนกระบวนการหล่อแบบไม่ต่อเนื่องจะทำในเบ้าหล่อหรือในแม่พิมพ์ที่อาจจะมีหลายรูแบบ และสำหรับในงานวิจัยนี้จะทำการเตรียมแผ่นพอลิเมทิลเมทาคริเลตโดยใช้กระบวนการขึ้นรูปแบบไม่ต่อเนื่องเพื่อให้ได้แผ่นพอลิเมทิลเมทาคริเลตที่มีความโปร่งแสงคล้ายแก้ว

       กระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง (Continuous casting process)

       วัตถุดิบของการหล่อ คือมอนอเมอร์ (เมทิลเมทาคริเลต) และอาจผสมด้วยโคมอนอ-เมอร์บางชนิด เพื่อปรับปรุงสมบัติของแผ่นอะคริลิกที่ได้ กล่าวคือมีการเติมมอนอเมอร์อะคริลิกชนิดอื่นๆ เพื่อปรับปรุงสมบัติของแผ่นอะคริลิกทนความร้อนดีขึ้น และแปรรูปโดยการทำเทอร์-โมฟอร์มง่ายขึ้น นอกจากนี้อาจจะเติมไดเมทิลอะคริเลต เพื่อให้เกิดการเชื่อมโยงบางส่วนในแผ่นพลาสติก ซึ่งส่งผลให้แปรรูปโดยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มแล้วได้ชิ้นงานที่มีความสม่ำเสมอขึ้นและทนต่อสารเคมีและความร้อนมากขึ้น

       หลังจากผสมมอนอเมอร์และโคมอนอเมอร์แล้วต้องทำให้สารผสมมีความหนืดสูงขึ้นถึงจะทำการหล่อแบบต่อเนื่องได้ มีวิธีการเพิ่มความหนืด 2 วิธี คือการผสมพอลิเมอร์ (PMMA) โดยละลายในสารละลายผสม โดยเติม PMMA ประมาณ 40% โดยน้ำหนัก อีกวิธีของการเพิ่มความหนืดคือการให้มอนอเมอร์เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันบางส่วน โดยใช้สารเปอร์ออกไซด์เป็นตัวริเริ่มปฏิกิริยา (initiator) โดยปล่อยให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันจนกว่าจะได้ระดับความหนืดที่ต้องการ หลังจากนั้นทำการผสมสารเติมแต่ง (additives) ชนิดต่าง ๆ ลงไป เช่น สี สารดูดกลืนแสงอัลตราไวโอเลต และสารเร่งปฏิกิริยา (catalyst) เป็นต้น สารเร่งปฏิกิริยาทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิ 77 ถึง 88 องศาเซลเซียส ดังนั้นจำต้องเก็บของผสมไว้ที่อุณหภูมิต่ำ (ประมาณ 10 ถึง 16 องศาเซลเซียส) เพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาก่อนเริ่มกระบวนการหล่อ หลังจากนั้นทำการไล่อากาศที่แฝงตัวอยู่ในสารละลายหนืดออก เนื่องจากการมีฟองอากาศ จะทำให้เกิดจุดบกพร่องบนแผ่นอะคริลิกได้

       หลังจากนั้นส่งของผสมไปยังเครื่องหล่อ เติมสารผสมเข้าระหว่างสายพานหล่อซึ่งทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมผิวมันสองชุด สายพานชุดล่าง เรียกว่า "สายพานพา (carrier - belt)" ซึ่งมีหน้าที่ในการนำวัสดุเคลือบเข้าสู่ช่องว่างที่เกิดขึ้นจากสายพานชุดนี้กับสายพานคลุม (cover belt) ซึ่งอยู่ด้านบนซึ่งมีการคุมอุณหภูมิของสายพานที่ 77 ถึง 88 องศาเซลเซียส เนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงต้องมีการควบคุมอุณหภูมิอย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากปล่อยให้มอนอเมอร์เปลี่ยนเป็นพอลิเมอร์ ประมาณ 95% แล้วเพิ่มอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง 116 ถึง 127 องศาเซลเซียส เพื่อให้มอนอเมอร์เปลี่ยนไปเป็นพอลิเมอร์ถึง 99% กล่าวคือให้เหลือมอนอเมอร์ที่ไม่เกิดปฏิกิริยา 1% เพื่อให้ทำหน้าที่เป็นพลาสติกไซเซอร์ หากให้พอลิเมอร์เกิดปฏิกิริยา 100% ทำให้ได้แผ่นอะคริลิกที่เปราะมาก หลังจากนั้นทำการหล่อเย็นแล้ว จึงตัดขนาดแผ่นพลาสติกตามต้องการ


เครื่องหล่อแบบต่อเนื่อง (Continuous casting process)

       กระบวนการหล่อแบบไม่ต่อเนื่อง (Continuous casting process)

       การหล่อแบบไม่ต่อเนื่องเริ่มใช้กันตั้งแต่ปี ค.ศ. 1965 แต่การหล่อแบบเซลล์มีการใช้งานมาก่อนหน้านั้น กล่าวคือ ประมาณปี ค.ศ. 1930 การหล่อโดยเทคนิคนี้ทำในแก้วที่เป็นผิวเรียบหน้ากว้างประกบกันสองชิ้นซึ่งทำให้มีเนื้อที่ของการหล่อจำกัดซึ่งแตกต่างกับกรณีการหล่อแบบต่อเนื่องซึ่งจำกัดเฉพาะความกว้างเท่านั้น (ประมาณ 2.75 เมตร) แต่มีความยาวไม่จำกัด ความหนาของการหล่อโดยเทคนิคนี้ จะหนากว่าการหล่อด้วยเทคนิคการหล่อแบบต่อเนื่อง กล่าวคือมีความหนาของแผ่นอะคริลิกอยู่ในช่วง 0.7 ถึง 100 มิลลิเมตร ในขณะที่การหล่อแบบต่อเนื่องสามารถผลิตแผ่นพลาสติกที่มีความหนาอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 10 มิลลิเมตร เท่านั้น

       การหล่อพลาสติกโดยเทคนิคแบบเซลล์ เบ้าที่ใช้ในเทคนิคนี้คือแผ่นแก้วผิวเรียบและสะอาดประกบกันด้วยตัวหนีบแบบสปริง เพื่อให้เกิดการบีบตัวของแผ่นแก้ว เพื่อชดเชยการหดตัวของพลาสติกเนื่องการพอลิเมอไรเซชัน และการหล่อเย็นหลังจากการผสมสารเติมแต่ง (สี สารเร่งปฏิกิริยา และสารอื่น ๆ ) ลงในมอนอเมอร์ หรือพรีพอลิเมอร์แล้วเติมสารประกอบลงในเซลล์ แล้วนำไปอบ ใช้เวลาในการอบนาน 12 ถึง 16 ชั่วโมง โดยใช้อุณหภูมิเริ่มต้นการอบ 45 องศาเซลเซียส จนสิ้นสุดการอบที่ 95 องศาเซลเซียส การผลิตแผ่นอะคริลิคหนากว่า 0.2 มิลลิเมตร จะใช้เวลาในการอบนานกว่าปกติ

       การผลิตแผ่นอะคริลิกด้วยเทคนิคนี้ สามารถผลิตได้ในหลายลักษณะทั้งผลิตภัณฑ์ ที่โปร่งแสงและทึบแสง สามารถผลิตได้หลากหลายสี และมีผิวหน้าหลายรูปแบบทั้งมันและไม่มันการผลิตแผ่นอะคริลิกที่มีความหนาน้อยกว่า 0.6 มิลลิเมตรด้วยเทคนิคนี้ มีปริมาณการผลิต ลดลงมากในช่วงสิบปีที่ผ่านมา เนื่องมักจะใช้เทคนิคการอัดรีดในการผลิตแทน แต่การผลิตโดยการอัดรีดมีข้อจำกัดในเรื่องสี เนื่องจากการเปลี่ยนสี ในกระบวนการอัดรีดทำได้ยาก นอกจากนี้ ในการอัดรีดไม่สามารถทำให้เกิดการเชื่อมโยงเช่นเดียวกับการหล่อ ทำให้สมบัติเชิงกลและสมบัติทางกายภาพของพลาสติกด้อยกว่าการผลิต แผ่นพลาสติกจากการหล่อซึ่งสามารถแปรรูปโดยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มได้ชิ้นงานที่มีสมบัติดีกว่า นอกจากนี้แผ่นอะคริลิกที่มีความหนากว่า 0.6 มิลลิเมตร มีความสะดวกในการผลิตด้วยเทคนิคการหล่อมากกว่าการอัดรีด


การหล่อพลาสติกแบบเซลล์ (Cell Casting Process)

counter         Copyrights © 2009 www.forcharmy.com All Rights Reserved.
Email : info@forcharmy.com