แก้วในครัวเรือน   นายชาตินัย ชูสาย   กลุ่มแต่งแร่และใช้ประโยชน์แร่ สำนักอุตสาหกรรมพื้นฐาน

	(ที่มา :ดร.สุมาลี ลิขิตวนิชกุล “แก้วสำหรับครัวเรือน” วราสารเทคโนโลยีวัสดุ ฉ.19,เม.ย.-มิ.ย. 2543 ) แก้วในครัวเรือน โดยนายชาตินัย ชูสาย ภาชนะบนโต๊ะอาหารประกอบด้วยจาน ชาม ถ้วย และแก้วน้ำนั้นล้วนผลิตมาจากแร่ทั้งสิ้น โดยเป็นแร่ในกลุ่มเซรามิก อาทิเช่น ทรายแก้ว เฟลด์สปาร์ ดินขาว บอลเคลย์ เป็นต้น ในฉบับนี้จะกล่าวถึงแก้วเป็นหลัก โดยแก้วเป็นวัสดุที่มีการประยุกต์ใช้กันมากว่า 5,000 ปี โดยชาว อียิปต์นำมาหลอมผลิตเป็นขวดหรือถ้วยขนาดเล็ก ต่อมาในยุคโรมันเรืองอำนาจแก้วกลายเป็นของใช้ที่บ่งบอกสถานะภาพทางสังคมของผู้ใช้ และค่านิยมนี้ได้สืบทอดมาจนถึงปัจจุบัน จากยุคโบราณที่ส่วนผสมในการผลิตแก้วมีเพียงทรายทะเลและขี้เถ้าทำให้มีสีเขียวคล้ำไม่น่าใช้งาน ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาส่วนผสม และกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องทำให้แก้วมีความบริสุทธิ์ มีสมบัติทางกายภาพที่หลากหลายเหมาะสมกับงานแต่ละประเภท สำหรับการใช้งานในครัวเรือนแบ่งได้เป็น 4 กลุ่มคือ 1. ภาชนะบนโต๊ะอาหาร ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มนี้ใช้ทรายที่มีส่วนผสมของซิลิกา (SiO2 ) หรืออะลูมินา (Al2O3 ) ค่อนข้างสูงประมาณ 70 เปอร์เซนต์ขึ้นไป สำหรับภาชนะในประเภทนี้ได้แก่ แก้วโซดาไลม์ โอปอล ลามิเนต และกลาสเซรามิก  โซดาไลม์ (Soda-Lime) เป็นแก้วที่มีสมบัติเหมาะกับการใช้งานทั่วไป แต่ไม่ทนต่อสภาพกรด-ด่างหรืองานที่ต้องรับความร้อน แก้วชนิดนี้ทำมาจากทรายแก้ว โซดาแอช และหินปูน โดยนำส่วนผสมทั้งหมดมาผสมกันแล้วหลอมขึ้นมาใหม่  โอปอล (Opal) เกิดจากการตกผลึกของ NaF หรือ CaF2 หรือเกิดการแยกเฟสของโอปอลเป็นแก้วสองชนิด มีข้อดีคือต้นทุนการผลิตต่ำ แต่มีสมบัติเชิงกลต่ำด้วย เมื่อได้รับความร้อนจะแตกง่าย และทนต่อสภาพกรด-ด่างได้สูง  ลามิเนต (Laminate) มีชื่อทางการค้าว่า Corell เกิดจากการพัฒนาโอปอลให้แข็งแรงโดยวิธีการเคลือบคลุม (Clading)CaF2ด้วยแร่ในตระกูลอัลคาไลน์เอิร์ทอะลูมิโนซิลิเกต ทำให้ทนต่อกรด-ด่าง มีความแข็งแรงมากขึ้นและทนต่อความร้อนดีขึ้น  กลาสเซรามิกส์ (Glass Ceramic) เกิดจากการผสานแก้วและผลึกเซรามิกเข้าด้วยกัน โดยควบคุมส่วนผสมและกระบวนการตกผลึกในแก้วแล้วนำมาหลอมขึ้นรูป โดยเพิ่มกระบวนการทางความร้อนให้เกิดผลึกขนาดเล็กที่มีการกระจายตัวสม่ำเสมอและมีปริมาณผลึกมากกว่า 50 % โดยปริมาตร ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรง แต่มีราคาแพงเนื่องจากต้นทุนในการผลิตสูง   2. ภาชนะสำหรับเครื่องดื่ม โดยทั่วไปภาชนะสำหรับเครื่องดื่มจะมีสมบัติคล้ายกับภาชนะบนโต๊ะอาหาร แต่มีสมบัติที่เหนือกว่าคือ การทนต่อสภาพกรด-ด่าง แก้วที่ผลิตเป็นภาชนะสำหรับเครื่องดื่มแบ่งได้เป็น 4 ประเภทคือ  เทมเพอร์ดโซดาไลม์ (Tempered Soda-Lime) แก้วชนิดนี้มีส่วนผสมและสมบัติคล้ายแก้วโซดาไลม์ แต่ต้องนำมาผ่านกระบวนการผลิตอีกขั้นตอนคือ การเทมเพอริ่ง (Tempering) ซึ่งเป็นการเพิ่มความแข็งแรงให้แก่ผลิตภัณฑ์ แก้วกลุ่มนี้จะมีราคาถูกที่สุด  กลุ่มแก้วตะกั่ว (Lead Glass) หรือที่รู้จักกันในชื่อแก้วเจียรนัย (Lead crystal) เป็นกลุ่มที่มีราคาแพงที่สุด โดยต้องมีส่วนผสมของตะกั่วออกไซด์ (PbO) มากกว่า 24 % โดยน้ำหนัก ค่าดัชนีหักเหของแสงในแก้วตะกั่วมีค่าสูงกว่าแก้วชนิดอื่นมาก จึงทำให้แก้วชนิดนี้มีประกายแวววาวสวยงาม  กลุ่มอัลคาไลน์เอิร์ทอะลูมิโนซิลิเกต (Alkaline-earth Aluminosilicate) มีส่วนผสมคล้ายแก้วโซดาไลม์ แต่มีออกไซด์ของกลุ่มอัลคาไลน์เอิร์ทเช่น แคลเซียมออกไซด์ (CaO) และแบเรียมออกไซด์ (BaO) อยู่ในส่วนผสม ทำให้ค่าดัชนีหักเหของแสงใกล้เคียงกับแก้วตะกั่ว แต่ผลิตง่ายกว่าและมีความทนทานต่อสารเคมีที่มีความเป็นกรด-ด่างมากกว่าแก้วตะกั่วเล็กน้อย   ภาชนะสำหรับอบอาหาร สมบัติที่สำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ชนิดนี้คือความทนทานต่อการแตกเมื่อมีการเปลี่ยนอุณหภูมิอย่างฉับพลันแก้วในกลุ่มนี้มีสองชนิดได้แก่  แก้วไพเรกซ์ (Pyrex) เกิดจากการเติมส่วนผสมของบอโรซิลิเกตลงในแก้วโซดาไลม์ ทำให้มีสมบัติที่ดีขึ้นโดยมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนลดลงจึงทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังมีการแยกเฟสในเนื้อแก้วเป็นหยดกลมของโซเดียมบอเรต อยู่ในเฟสของแก้วทำให้มีความทนต่อการกระแทก  กลาสเซรามิก(Glass-ceramic) เป็นแก้วประเภทลิเธียมอะลูมิโนซิลิเกต โดยมี ไททาเนียม (TiO2) หรือ เซอร์โคเนีย (ZrO2) ผสมอยู่เล็กน้อย ในระหว่างกระบวนการทางความร้อนเพื่อให้มีการตกผลึกเป็นรูไทล์ หรือเซอร์โคเนียมไททาเนตในเนื้อแก้ว ทำให้มีความทนทานสูง 4. ภาชนะสำหรับใช้บนเตา สำหรับภาชนะในกลุ่มนี้มีสมบัติที่มีความสำคัญที่สุดคือ ความทนทานต่อการแตกเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน จึงต้องการการควบคุมในระหว่างกระบวนการผลิตที่รัดกุม แก้วในกลุ่มนี้มี 2 ชนิดคือ  กลาสเซรามิก (Glass-Ceramics) เป็นกลาสเซรามิกที่มีผลึกของควอร์ต ทำให้มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำและมีความเสถียรทางความร้อน เหมาะสมกับการใช้งานบนเตา  แก้วอะลูมิโนซิลิเกต (Alumino silicate glass) เป็นแก้วที่มีอลูมินาเป็นส่วนผสมหลัก มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ และมีจุดอ่อนตัวของแก้วสูงทำให้สามารถป้องกันการเสียรูปทรงเมื่อทำการเทมเพอร์เพื่อเพิ่มความแข็งแรงแก่ผลิตภัณฑ์