กระบวนการผลิตโฟมแท่ง (EPS Foam)
การผลิต EPS Foam มี 3 ขั้นตอนหลักๆ ดังนี้:
- การขยายตัวเบื้องต้น (Pre-expansion):
- เริ่มต้นจากเม็ดพลาสติกโพลีสไตรีน (Polystyrene beads) ซึ่งมีขนาดเล็กคล้ายเม็ดทราย และมีสาร Blowing Agent (มักจะเป็น Pentane) แทรกอยู่ในเม็ด
- เม็ดพลาสติกเหล่านี้จะถูกนำเข้าเครื่อง Pre-expander และให้ความร้อนด้วยไอน้ำ (steam) ที่อุณหภูมิประมาณ 90-100 องศาเซลเซียส
- ความร้อนทำให้ Pentane ในเม็ดพลาสติกระเหยกลายเป็นแก๊สและขยายตัว ส่งผลให้เม็ดพลาสติกขยายตัวใหญ่ขึ้น 30-50 เท่าของปริมาตรเดิม กลายเป็น “Prepuff” (เม็ดโฟมที่ขยายตัวแล้ว)
- ความหนาแน่นของ Prepuff สามารถควบคุมได้โดยการปรับอุณหภูมิและเวลาในการขยายตัว
- การบ่ม (Maturation/Aging):
- หลังจากขยายตัวแล้ว Prepuff จะถูกลำเลียงไปยังไซโลบ่ม (aging silo) ที่มีการระบายอากาศที่ดี
- ในช่วงนี้ Pentane ที่เหลืออยู่จะค่อยๆ ระเหยออกไป และอากาศจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ของโฟม
- การบ่มช่วยให้เม็ดโฟมมีความคงตัว มีความยืดหยุ่น และพร้อมสำหรับการขึ้นรูปในขั้นตอนต่อไป
- การขึ้นรูป (Molding):
- Prepuff ที่ผ่านการบ่มแล้วจะถูกเติมเข้าไปในแม่พิมพ์ (mold) ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ที่ถูกออกแบบมาให้เป็นรูปร่างของโฟมแท่ง แผ่นโฟม หรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ
- ไอน้ำแรงดันสูง (high steam pressure) จะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์อีกครั้ง ทำให้อุณหภูมิภายในแม่พิมพ์สูงขึ้นประมาณ 100-110 องศาเซลเซียส
- ความร้อนนี้จะทำให้ Prepuff ขยายตัวอีกเล็กน้อยและหลอมรวมกันจนเป็นเนื้อเดียว ยึดติดกันแน่นภายในแม่พิมพ์
- จากนั้น แม่พิมพ์จะถูกทำให้เย็นลงด้วยอากาศหรือน้ำ เพื่อให้โฟมแข็งตัวและคงรูป
- ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกนำออกจากแม่พิมพ์ และอาจมีการตัดแต่งให้ได้ขนาดและรูปร่างที่ต้องการ
คุณสมบัติเชิงกล (Mechanical Properties) ของโฟมแท่ง (EPS Foam)
คุณสมบัติเชิงกลของ EPS Foam มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกใช้งาน โดยเฉพาะในงานก่อสร้างที่ต้องรับแรง:
- ความหนาแน่น (Density): เป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อคุณสมบัติอื่นๆ ของโฟม โดยทั่วไปวัดเป็น lb/ft³ หรือ kg/m³ ยิ่งความหนาแน่นสูง โฟมก็จะยิ่งแข็งแรงและมีค่าคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ สูงขึ้นตามไปด้วย
- Very Lightweight EPS: 10 – 15 kg/m³
- Lightweight EPS: 15 – 20 kg/m³
- Standard EPS: 20 – 30 kg/m³
- High-Density EPS: 30 – 40+ kg/m³
- กำลังรับแรงอัด (Compressive Strength): คือความสามารถของโฟมในการต้านทานแรงกดโดยไม่เกิดการเสียรูปอย่างถาวร (deformation) โดยทั่วไปวัดที่การเสียรูป 10% (Compressive Stress at 10% Compression) มีหน่วยเป็น psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) หรือ kPa (กิโลปาสคาล)
- ยิ่งความหนาแน่นสูง กำลังรับแรงอัดยิ่งสูง
- ตัวอย่าง:
- EPS Type I (ความหนาแน่นประมาณ 1.0 lb/ft³) มี Compressive Strength ประมาณ 10-14 psi
- EPS Type IX (ความหนาแน่นประมาณ 2.0 lb/ft³) มี Compressive Strength ประมาณ 25-33 psi
- การใช้งานจริง: โฟมที่มี Compressive Strength สูงเหมาะสำหรับงานถมคอสะพาน งานพื้นอาคารที่ต้องรับน้ำหนักมาก หรือใช้เป็นวัสดุรองรับแรงกดใต้โครงสร้าง
- กำลังรับแรงดัด (Flexural Strength): คือความสามารถของโฟมในการต้านทานแรงดัดงอ มักจะวัดเป็น psi
- ยิ่งความหนาแน่นสูง กำลังรับแรงดัดยิ่งสูง
- ตัวอย่าง:
- EPS Type I มี Flexural Strength ประมาณ 25-30 psi
- EPS Type IX มี Flexural Strength ประมาณ 50-75 psi
- กำลังรับแรงดึง (Tensile Strength): คือความสามารถของโฟมในการต้านทานแรงดึงออกจากกัน มักจะวัดเป็น psi
- ยิ่งความหนาแน่นสูง กำลังรับแรงดึงยิ่งสูง
- ตัวอย่าง:
- EPS Type I มี Tensile Strength ประมาณ 16-20 psi
- EPS Type IX มี Tensile Strength ประมาณ 23-27 psi
- กำลังรับแรงเฉือน (Shear Strength): คือความสามารถของโฟมในการต้านทานแรงที่พยายามทำให้ชิ้นงานขาดออกจากกันในแนวระนาบ มักจะวัดเป็น psi
- ยิ่งความหนาแน่นสูง กำลังรับแรงเฉือนยิ่งสูง
- ตัวอย่าง:
- EPS Type I มี Shear Strength ประมาณ 18-22 psi
- EPS Type IX มี Shear Strength ประมาณ 33-37 psi
- โมดูลัสความยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity): หรือ Young’s Modulus คือค่าที่บอกความแข็งตึงของวัสดุ (Stiffness) ยิ่งค่าสูง วัสดุยิ่งแข็งตึงและเปลี่ยนรูปยากภายใต้แรงกระทำ
- ยิ่งความหนาแน่นสูง โมดูลัสความยืดหยุ่นยิ่งสูง
- ตัวอย่าง: EPS ความหนาแน่น 20-40 kg/m³ มี Elastic Modulus ประมาณ 2.5 – 11.5 MPa
- การดูดซึมน้ำ (Water Absorption): เป็นค่าที่บอกปริมาณน้ำที่โฟมสามารถดูดซึมได้เมื่อจมน้ำโดยสมบูรณ์ โดยวัดเป็นเปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร
- EPS Foam มีโครงสร้างเซลล์ปิด ทำให้มีการดูดซึมน้ำต่ำมาก (มักจะน้อยกว่า 4% โดยปริมาตร) ซึ่งเป็นข้อดีในงานที่เกี่ยวข้องกับความชื้น
- ยิ่งความหนาแน่นสูง การดูดซึมน้ำจะยิ่งต่ำลง
- การซึมผ่านของไอน้ำ (Water Vapor Permeance): คือความสามารถของไอน้ำในการซึมผ่านวัสดุ ยิ่งค่าน้อยยิ่งดีสำหรับฉนวนกันความร้อน
- EPS Foam มีค่า Water Vapor Permeance ต่ำ (ประมาณ 2.0-5.0 Perm สำหรับความหนา 1 นิ้ว)
- ค่า R-value (Thermal Resistance): คือค่าที่บอกความต้านทานการถ่ายเทความร้อน ยิ่ง R-value สูง โฟมยิ่งเป็นฉนวนกันความร้อนได้ดี
- ค่า R-value ของ EPS Foam โดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 3.6 – 4.2 ต่อความหนา 1 นิ้ว (ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและอุณหภูมิ)
- หมายเหตุ: R-value จะคงที่ตลอดอายุการใช้งานของ EPS เนื่องจากเซลล์ปิดมีเพียงอากาศ ไม่ได้มีสาร Blowing Agent ที่ระเหยออกไปเหมือนฉนวนบางชนิด
Add a compelling title for your section to engage your audience.
Use this paragraph section to get your website visitors to know you. Consider writing about you or your organization, the products or services you offer, or why you exist. Keep a consistent communication style.
Add a descriptive title for the column.
การประยุกต์ใช้งานเพิ่มเติมที่น่าสนใจ
- งาน Geofoam (EPS Geofoam): เป็นการประยุกต์ใช้ EPS Foam ในงานวิศวกรรมโยธาและธรณีเทคนิค โดยเฉพาะงานถมดินเบา (Lightweight Fill) แทนวัสดุถมแบบเดิม เช่น ดินหรือหิน เนื่องจาก:
- ลดน้ำหนักบรรทุก: ช่วยลดน้ำหนักบรรทุกบนดินอ่อน ทำให้ไม่จำเป็นต้องตอกเสาเข็มลึก หรือลดขนาดของฐานราก
- ลดการทรุดตัว: เหมาะสำหรับพื้นที่ดินอ่อน หรือพื้นที่ที่ต้องการลดการทรุดตัวของโครงสร้าง
- ลดแรงกดด้านข้าง: ใช้เป็นวัสดุหลังกำแพงกันดิน เพื่อลดแรงดันด้านข้างของดิน
- เป็นฉนวนในงานถนน/รถไฟ: ป้องกันการแข็งตัวของดินใต้ถนนในพื้นที่ที่มีอากาศหนาวจัด
- งานจัดสวนและภูมิทัศน์: ใช้สร้างเนินดินหรือโครงสร้างที่ต้องการน้ำหนักเบา
- งานแม่พิมพ์หล่อโลหะ (Lost Foam Casting): EPS Foam สามารถนำมาแกะสลักเป็นแม่พิมพ์สำหรับหล่อโลหะได้ เมื่อเทโลหะหลอมเหลวลงไป โฟมจะระเหยไป เหลือแต่โลหะตามรูปทรงของแม่พิมพ์
- งานศิลปะและของตกแต่ง: เนื่องจากตัด แกะสลัก และขึ้นรูปได้ง่าย จึงนิยมใช้เป็นวัสดุสำหรับงานประติมากรรม ฉากสำหรับภาพยนตร์ หรือของตกแต่งขนาดใหญ่
- งานทุ่นลอยน้ำ: ใช้ทำทุ่นสำหรับโป๊ะ แพ หรือโครงสร้างลอยน้ำต่างๆ
- งานผนัง Precast/Sandwich Panel: ใช้เป็นแกนกลางของแผ่นผนังสำเร็จรูป (Sandwich Panel) เพื่อให้ได้ผนังที่มีน้ำหนักเบา เป็นฉนวนกันความร้อน และติดตั้งได้รวดเร็ว
- งานสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์: ใช้เป็นส่วนประกอบในโครงสร้างกันกระแทกของกันชน (bumper core) หรือส่วนประกอบภายในอื่นๆ ที่ต้องการน้ำหนักเบาและดูดซับแรงกระแทกได้ดี
การรีไซเคิลโฟมแท่ง (EPS Foam) และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
EPS Foam เป็นเทอร์โมพลาสติก ซึ่งหมายความว่าสามารถนำกลับมารีไซเคิลได้หลายวิธี:
- การอัดบีบ/อัดเม็ด (Compaction/Densification): เป็นวิธีที่นิยมที่สุด เนื่องจากโฟมมีปริมาตรมาก การขนส่งจึงมีต้นทุนสูง การอัดบีบจะช่วยลดปริมาตรลงได้มาก (บางเครื่องอัดได้ถึง 50:1 หรือมากกว่า) โฟมที่ถูกอัดบีบเป็นก้อนจะสามารถนำไปขนส่งได้ง่ายขึ้น และขายให้กับโรงงานรีไซเคิลเพื่อนำไปหลอมใหม่
- การหลอมและอัดเม็ดใหม่ (Melting and Pelletizing): โฟมที่ถูกอัดบีบจะถูกนำไปบดเป็นชิ้นเล็กๆ จากนั้นนำไปหลอมเหลวและอัดผ่านเครื่องอัดรีด (extruder) เพื่อผลิตเป็นเม็ดพลาสติกโพลีสไตรีนใหม่ (recycled polystyrene granules) เม็ดพลาสติกเหล่านี้สามารถนำไปผลิตเป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกอื่นๆ ได้หลากหลาย เช่น กรอบรูป ไม้แขวนเสื้อ ภาชนะต่างๆ หรือแม้แต่เม็ดพลาสติกสำหรับผลิต EPS Foam ใหม่ได้
- การนำกลับมาใช้ซ้ำ (Reuse): ในบางกรณี เช่น โฟมกันกระแทกที่ยังอยู่ในสภาพดี สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำในการบรรจุภัณฑ์ได้
- การใช้เป็นพลังงาน (Energy Recovery): หากไม่สามารถรีไซเคิลได้ โฟม EPS สามารถนำไปเผาเพื่อผลิตพลังงานได้ เนื่องจากมีค่าความร้อนสูง อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ควรทำในโรงงานที่มีการควบคุมการปล่อยมลพิษอย่างเหมาะสม
ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม:
- ลดการใช้ทรัพยากร: การรีไซเคิลช่วยลดการใช้ทรัพยากรปิโตรเลียมในการผลิตเม็ดพลาสติกใหม่
- ลดปริมาณขยะ: ช่วยลดปริมาณขยะโฟมที่จะต้องนำไปฝังกลบ
- ลดการใช้พลังงาน: ในงานฉนวนกันความร้อน EPS Foam ช่วยลดการใช้พลังงานในการทำความร้อน/ความเย็นภายในอาคาร ซึ่งส่งผลให้ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
- ไม่มีสาร CFC/HCFC: EPS Foam ไม่ได้ใช้สาร CFCs (Chlorofluorocarbons) หรือ HCFCs (Hydrochlorofluorocarbons) ซึ่งเป็นสารที่ทำลายชั้นโอโซนในกระบวนการผลิต
ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม:
- แหล่งกำเนิดวัตถุดิบ: EPS ผลิตจากปิโตรเลียม ซึ่งเป็นทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป
- ปัญหาขยะล้น: หากไม่มีการจัดการขยะที่ดี EPS Foam ที่มีปริมาตรมากอาจเป็นปัญหาขยะล้นพื้นที่ฝังกลบได้
- การย่อยสลาย: EPS เป็นพลาสติกที่ย่อยสลายได้ช้าในธรรมชาติ
- การปล่อย Pentane: ในกระบวนการผลิตมีการปล่อย Pentane ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตส่วนใหญ่พยายามลดการปล่อยสารเหล่านี้และควบคุมให้เป็นไปตามมาตรฐาน
ขอรายละเอียดเพิ่มเติม
ขอใบเสนอราคา