กระจก (glass)

          กระจกเป็นวัสดุพิเศษ ที่มีความแข็งและความโปร่งใส แสงสามารถส่องผ่านได้ มีความทนทานต่อสารเคมีสามารถทำเป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้แทบทุกชนิด  กระจกเป็นวัสดุที่ใช้ตกแต่งภายในอาคารเพื่อความสวยงามและเพิ่มความสว่างไสวให้กับอาคารบ้านเรือนใช้กับ อุตสาหกรรม ยานยนต์และมีการใช้งานทั่ว ๆ ไปอย่างกว้างขวางวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตกระจกประมาณ 80% ได้มาจากแหล่งผลิต ในประเทศได้แก่ ทรายแก้ว (silica sand) หินฟันม้า หินโดโลไมต์ (dolomite) เศษกระจก(cullets)และวัตถุดิบที่นำเข้าจาก ต่างประเทศ ได้แก่โซดาแอช ผงคาร์บอน ผงเหล็ก โซเดียมซัลเฟต

          กรรมวิธีการผลิตกระจกจะเริ่มผลิตโดยการนำวัตถุดิบซึ่งได้แก่ ทรายแก้ว หินฟันม้า หินโดโลไมต์ เศษกระจก โซดาแอช หินปูน และโซเดียมซัลเฟตุมาผสมเข้าด้วยกันตามอัตราส่วนที่ได้กำหนดไว้ แล้วนำส่วนผสมที่ได้นั้นไปใส่ในเตา ที่มีอุณหภูมิ 1,500 องศาเซลเซียส จนวัสดุต่าง ๆ เกิดการหลอมละลายจนได้น้ำแก้ว (เชื้อเพลิงได้แก่ น้ำมันเตาซึ่งใช้แทนถ่านหิน) หลังจากนั้น จะปรับอุณหภูมิของน้ำแก้วให้เหลือประมาณ 1,100 องศาเซลเซียสจนมีความหนืดพอเหมาะต่อการขึ้นรูปน้ำแก้ว จะถูกนำไป ผ่านกระบวนการที่ทำให้เป็นแผ่นโดยวิธีการปล่อยให้ไหลลงไปฟอร์มตัวเป็นแผ่นกระจกบนผิวดีบอกแหลมกรรมวิธีนี้ จะได้ แผ่นกระจก ที่เรียกว่า กระจกโฟลต มีคุณสมบัติดีกว่าแผ่นกระจกที่ผลิตโดยระบบอื่น ๆ คือผิวของแผ่นกระจก จะเรียบ ไม่เป็นคลื่น มีความหนาสม่ำเสมอตลอดทั้งแผ่น ผิวสุกใส แวววาว ไม่ขุ่นมัว

          มนุษย์เริ่มรู้จักวิธีทำแก้วขึ้นเมื่อไรและอย่างไรนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดปรากฏเพียงว่าในสมัย 3,000-4,000 ปี ก่อนคริสต์ศักราช ได้มีการใช้แก้วเป็นเครื่องประดับแล้ว สันนิษฐานกันว่ามนุษย์คงพบแก้วโดยบังเอิญ ภายหลังจากที่ก่อกองไฟบนทรายขาว และจากประสบการณ์นี้จึงเริ่มรู้จักวิธีทำแก้ว ในช่วงศตวรรษที่ 1-4 วิธีการผลิตแก้วได้แพร่หลายจากอียิปต์ ผ่านกรีกเข้าไปในยุโรป ภายหลังจากการที่มีการนำแก้วไปใช้ในการประดิษฐ์แว่นตา (ค.ศ. 1285) กล้องจุลทรรศน์ (ค.ศ. 1558) กล้องโทรทัศน์ (ค.ศ. 1609) และใช้งานอื่น ๆ แล้ว ความต้องการแก้วก็มีเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นเทคนิคการผลิตจึงได้รับการพัฒนาให้ก้าวหน้าขึ้นเรื่อย ๆ จวบจนปัจจุบัน

          กระจกเป็นวัตถุโปร่งแสง หรือกึ่งโปร่งแสง ที่ได้จากการหลอมเหลวออกไซด์ของโลหะต่าง ๆ เช่น ซิลิกาออกไซด์ โซเดียมออกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ และตะกั่วออกไซด์ จนได้เป็นของเหลวเนื้อเดียวกัน แล้วทำให้เย็นลงเป็นของแข็งรูปร่างต่าง ๆ ตามที่ต้องการไปใช้ประโยชน์  วัตถุดิบสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการผลิตแก้ว ได้แก่

 
1. วัตถุดิบหลักตัวพื้น ได้แก่ ทราย(Silica Sand) 63% โซดาแอช(Soda Ash) 20% หินปูน(Limestone) 15%

 
2. วัตถุดิบและสารเคมีที่เป็นตัวเสริมในการทำแก้ว ได้แก่
- ตัวฟอกสีเพื่อให้ได้เนื้อแก้วใส ซีลีเนียม (Selenium), โคบอลต์ออกไซด์  (Cobalt Oxide)
- ตัวช่วยเร่งการหลอมละลาย เศษแก้ว (Cullet) ฟลูออร์สปาร์ (Fluorspar)
- ตัวไล่ฟองแก๊สที่เกิดจากการสลายตัวของวัตถุดิบ โซเดียม ซัลเฟต (Sodium Sulphate)
- ตัวให้ออกซิเจน โซเดียมไนเตรท (Sodium Nitrate)
- สารลดความหนืด ฟลูออร์สปาร์ (Fluorspar)
- สารเพิ่มความคงทน อะลูมินา (Alumina) ซึ่งได้จากแร่เฟลสปาร์ (Fellspar)
- สาร Stabilize ซีลีเนียม สารหนู (Arsenic)
- สารทำให้เกิดสี เช่น  ขั้นตอนต่อไปนำเอาวัตถุดิบดังกล่าวเข้าเครื่องบดและผสมกันในอัตราส่วนที่เหมาะสมสำหรับแก้วแต่ละชนิด แล้วนำเข้าเตาหลอม อุณหภูมิ ประมาณ 1,500-1,600 องศาเซลเซียส จนส่วนผสมต่าง ๆ หลอมละลายเป็นแก้วเหลว แล้วส่งไปยังเครื่องขึ้นรูปเพื่อทำผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ต่อไป

ประเภทของกระจก 

1. กระจกธรรมดา (Float Glass)

2. กระจกอบความร้อน (Heat Treated Glass)

3. กระจกเครือบผิวหรือกระจกสะท้อนแสง (Surface Coated Glass)

4. กระจกดัดแปลง (Processed Glass)

5. กระจกอื่นๆ

กระจกธรรมดา (Float Glass)

          กระจก ธรรมดาเป็นกระจกพื้นฐานที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตโดยตรง แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ซึ่งมีรายละเอียด และข้อพิจารณา ในการนำไปใช้งาน ดังนี้

1. กระจกใส (Clear Glass)

กระจกใส คือ กระจกโปร่งแสงที่สามารถมองผ่านได้อย่างชัดเจนและให้ภาพสะท้อนที่สมบูรณ์ ไม่บิดเบี้ยว

คุณสมบัติ

1) สามารถมองเห็นจากภายนอกเข้ามาภายในได้อย่างชัดเจน

2) มีค่าการตัดแสงประมาณ 8% สำหรับกระจกใสหนา 12 มิลลิเมตร และตัดแสงได้มากขึ้นตามความหนาของกระจก

3) มีค่าการสะท้อนแสงประมาณ 7%

4) ผิวกระจกไม่ร้อน เพราะกระจกดูดกลืนความร้อนได้น้อยมาก

ข้อควรพิจณาในการใช้งาน

1) ยอมให้แสงผ่านเข้ามาได้มาก ทำให้ความร้อนเข้ามามากด้วย เมื่อคลื่นสั้น(0.3ไมโครเมตร)ผ่านกระจกใสเข้ามาภายในกระทบ วัตถุหรือวัสดุภายในอาคารจะเปลี่ยนเป็นคลื่นยาว(3.3-50ไมโครเมตร)ซึ่งไม่สามารถผ่านออกไปภายนอกได้อีก ดังนั้นความร้อน จะถูกกักเก็บไว้ ทำให้อากาศข้างในร้อนแล้วไม่สามารถระบายความร้อนออกไปได้ จนเมื่ออุณหภูมิภายในสูงกว่าภายนอกจึงจะ มีการถ่ายเทความร้อนด้วยการนำ(Conduction)ออกสู่ภายนอก

2) สามารถมองเห็นได้ชัดเจนจากภายนอก ซึ่งเหมาะกับการใช้งานประเภทแสดงสินค้า แต่อาจไม่เหมาะกับส่วนที่ต้องการความเป็นส่วนตัว เพราะคนภายนอกสามารถมองเห็นเข้ามาภายในได้อย่างชัดเจน

3) กระจกใสมีค่าการสะท้อนแสงน้อยจึงเหมาะสำหรับห้องที่ต้องการมองออกไปภายนอก เพราะสามารถมองเห็นภาพทิวทัศน์ได้อย่างชัดเจน