อุปกรณ์อัดพอลิเมอร์เข้าในเนื้อไม้แบบให้มอนอเมอร์ไหลในทิศทางการไหลของน้ำเลี้ยง

เทคโนโลยีและนวัตกรรมที่พร้อมถ่ายทอด

อุปกรณ์อัดพอลิเมอร์เข้าในเนื้อไม้แบบให้มอนอเมอร์ไหลในทิศทางการไหลของน้ำเลี้ยง

ที่มาและความสำคัญ

ยางพาราเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย เมื่อต้นยางมีอายุ 25 ปีขึ้นไปปริมาณน้ำยางที่ได้ก็จะลดลง จึงจำเป็นที่จะต้องตัดโค่นเพื่อปลูกทดแทน ไม้ยางพาราที่ได้จะถูกนำมาแปรรูปเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องเรือนและเฟอร์นิเจอร์ แม้ไม้ยางพาราจะถูกใช้งานเพื่อทดแทนไม้จากป่าได้ดี แต่ไม้ยางพาราก็ยังมีสมบัติด้อยหลายประการกล่าวคือ มีความแข็งแรงต่ำและการดูดความชื้นสูงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดของไม้ ส่งผลต่อการเสียรูปร่างและการเปลี่ยนแปลงขนาดของไม้เมื่อมีการนำไม้ไปใช้งาน อีกทั้งไม้ยางพารายังง่ายต่อการถูกทำลายด้วยเชื้อราและแมลง หากต้องสัมผัสกับน้ำหรือวางทิ้งไว้เป็นเวลานาน เนื่องจากในเซลล์เนื้อไม้มีแป้งและน้ำตาลสูง ดังนั้นหลังถูกตัดโค่นและเลื่อยแล้วจึงต้องนำไม้ยางพาราไปผ่านกระบวนการอัดน้ำยาถนอมเนื้อไม้ โดยทั่วไปถังอัดน้ำยาจะมีขนาดใหญ่เพื่อบรรจุท่อนไม้ไว้ภายใน หากคำนวณปริมาตรน้ำยาที่บรรจุเต็มความจุของถังทรงกระบอกพบว่าต้องใช้ปริมาตรน้ำยาสูงประมาณ 25 ถึง 38 ลูกบาศก์เมตร และในกระบวนการอัดน้ำยาจะใช้การทำสุญญากาศร่วมกับการใช้ความดันเป็นระยะเวลาประมาณ 2 ถึง 3 ชั่วโมง จนกระทั่งเกิดการแทรกซึมของน้ำยาเข้าในเนื้อไม้ ด้วยลักษณะของน้ำยาถนอมเนื้อไม้ที่ใช้ในปัจจุบันเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำ ทำให้ไม้ที่ผ่านการอัดน้ำยามีปริมาณความชื้นในเนื้อไม้สูง จึงจำเป็นต้องปรับความชื้นในเนื้อไม้อีกครั้งเพื่อลดการแตก บิดงอ และเสียรูป รวมถึงความเสียหายที่มีต่อผลิตภัณฑ์และสิ่งก่อสร้าง ถึงแม้ว่าไม้ยางพาราแปรรูปที่ผ่านการอัดน้ำยาถนอมเนื้อไม้จะสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราและป้องกันแมลงที่เป็นศัตรูทำลายเนื้อไม้ได้ แต่ด้วยน้ำยาถนอมเนื้อไม้ดังกล่าวเป็นสารประกอบที่มีความเป็นขั้วสูงทำให้ถูกชะออกจากเนื้อไม้ได้ง่ายโดยความชื้น ส่งผลให้การใช้ประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ไม้ยางพารายังมีข้อจำกัด กล่าวคือ สามารถใช้ประโยชน์ไม้ได้เฉพาะงานภายในตัวอาคาร อีกทั้งน้ำยาที่ผ่านการใช้ในกระบวนการข้างต้นซึ่งเป็นของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมจะถูกปล่อยทิ้งไปในลักษณะของน้ำเสียที่มีสารประกอบอินทรีย์และสารอนินทรีย์ตกค้างอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อน้ำเสียแพร่ลงสู่ดินหรือแหล่งน้ำจะส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมอย่างมาก

ด้วยเหตุนี้การประยุกต์ใช้เมทิลเมทาคริเลต (Methyl methacrylate) ในกระบวนการดังกล่าวจึงเป็นทางเลือกที่สามารถพัฒนาให้เกิดการใช้ประโยชน์ไม้ยางพาราได้มากขึ้น เนื่องจากเมทิลเมทาคริเลต เป็นมอนอเมอร์ (Monomer) ที่มีขนาดโมเลกุลเล็กและมีสถานะเป็นของเหลวที่มีความหนืดต่ำทำให้สามารถแทรกซึมเข้าในช่องว่างของเนื้อไม้ได้ง่ายภายใต้แรงอัดอากาศ และเมื่อทำการอบด้วยความร้อนมอนอเมอร์จะถูกกระตุ้นให้เกิดกระบวนการพอลิเมอไรเซชันจนเกิดเป็นพอลิเมอร์ที่มีลักษณะเป็นเทอร์โมพลาสติกที่แข็งและใสฝังตัวอยู่ในในเนื้อไม้ นำไปสู่การเพิ่มเสถียรภาพและความแข็งแรงของไม้ยางพารา ผลการศึกษาก่อนหน้าพบว่า ไม้ยางพาราที่มีปริมาณพอลิเมอร์ในเนื้อไม้เพียงร้อยละ 30 โดยน้ำหนัก มีสมบัติทางกลที่ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ ไม้สัก ไม้มะค่าโมง ไม้ตะเคียนทอง ไม้เต็ง ไม้ยาง และไม้กระบาก รวมทั้งมีสมบัติทางกายภาพด้านการมีเสถียรภาพของขนาดในขณะใช้งานที่ดีกว่าไม้สัก ไม้ตะเคียนทอง ไม้ยาง และไม้กระบาก

จากเหตุผลดังกล่าวทำให้เล็งเห็นถึงความสำคัญของอุปกรณ์อัดพอลิเมอร์เข้าในเนื้อไม้แบบให้มอนอเมอร์ไหลในทิศทางการไหลของน้ำเลี้ยง ซึ่งช่วยพัฒนากระบวนการอัดให้สารละลายมอนอเมอร์ไหลเข้าสู่เนื้อไม้ได้ โดยไม่ต้องใช้กระบวนการทำสุญญากาศร่วมด้วย ตลอดจนสามารถลดปริมาณการใช้มอนอเมอร์ และลดระยะเวลาในขั้นตอนการอัดได้ เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์อัดน้ำยาแบบเดิมที่ใช้อยู่ในอุตสาหกรรม

เทคโนโลยี

เป็นอุปกรณ์อัดพอลิเมอร์เข้าในเนื้อไม้แบบให้มอนอเมอร์ไหลในทิศทางการไหลของน้ำเลี้ยง ประกอบด้วยโครงสร้างยึดอุปกรณ์ ซึ่งมีสกรูแม่แรงติดตั้งอยู่กับชิ้นส่วนต่าง ๆ ของอุปกรณ์ การหมุนสกรูแม่แรงสามารถส่งแรงผ่านไปยังหัวอัดซึ่งมีลักษณะเป็นกรอบโลหะสี่เหลี่ยมลับคมเพื่อให้เกิดการกดจิกเข้าในเนื้อไม้ โดยมีปลายอีกด้านต่ออยู่กับท่อส่งผ่านสารเคมี ส่วนการหมุนสกรูแม่แรงในทิศทางตรงข้ามส่งผลให้หัวอัดหลุดออกจากเนื้อไม้ การควบคุมให้มอนอเมอร์ไหลเข้าในเนื้อไม้จะมีวาล์วและชุดท่อส่งมอนอเมอร์ส่งสารละลายมอนอเมอร์จากถังอัดผ่านไปยังหัวอัดเข้าสู่เนื้อไม้ตามลำดับ โดยอาศัยแรงดันอากาศจากปั๊มลม ส่งผ่านวาล์วและชุดควบคุมแรงดันอากาศเข้าสู่ถังอัด

ชื่อนักวิจัย / สำนักวิชา

ชื่อนักวิจัย ผศ.ดร.สุฤกษ์ คงทอง และคณะ 
สำนักวิชา วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี 

ประเภททรัพย์สินทางปัญญา

อนุสิทธิบัตร
เลขที่คำขอ 2003002198

ข้อดี / จุดเด่น

  1. ไม้ยางพารามีสมบัติทางกลที่ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ ไม้สัก ไม้มะค่าโมง ไม้ตะเคียนทอง ไม้เต็ง ไม้ยาง และไม้กระบาก รวมทั้งมีสมบัติทางกายภาพด้านการมีเสถียรภาพของขนาดในขณะใช้งานที่ดีกว่าไม้สัก ไม้ตะเคียนทอง ไม้ยาง และไม้กระบาก
  2. ลดระยะเวลาในขั้นตอนการอัด
  3. ลดการเกิดของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม ที่จะก่อให้เกิดผลกระทบกับสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

รูปภาพ

Scroll to Top