เซรามิกใช้งานในบ้าน (Household ceramic)

อนุสิทธิบัตรเลขที่ 8343

เซรามิกจากวัสดุเหลือทิ้งได้รับเหรียญทองจากงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติ 34th International exhibition of Invention of Geneva 2006 ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ และรางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้นจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2550 ประเภทรางวัลชมเชย

ต้นแบบผลิตภัณฑ์เซรามิกใช้งานในบ้าน ทำจากวัสดุเหลือทิ้ง 100% จำนวน 3 ประเภทได้แก่ เถ้าแกลบ เดร็ก (Dregs) ซึ่งเป็นของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมกระดาษ และของเสียตะกอนน้ำทิ้งจากอุตสาหกรรมชุบผิวอลูมิเนียม โดยไม่มีการเติมสารเคมีอื่นเพิ่มเติมระหว่างกระบวนการ มีสารประกอบหลักคืออะนอไทท์ (Anorthite) คริสโตบาไลท์ (Cristobalite) อลูมิน่า (Alumina) และ/หรือ คอร์เดียไรท์ (Cordierite) และเฟสของแก้ว (Glassy phase) ผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรง ทนอุณหภูมิสูงได้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ทดแทนเนื้อดิน เอนโกบ และเคลือบที่ใช้ทั่วไป

สมบัติของผลิตภัณฑ์ วัตถุดิบสำหรับการผลิตและ เทคโนโลยีการผลิต โอกาสสู่เชิงพาณิชย์ ติดต่อเรา

สมบัติของผลิตภัณฑ์

เนื้อผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี คือ Silica, Alumina, Calcium carbonate, alkaline และ alkaline earth oxides เป็นหลัก ผ่านการตรวจสอบตามมาตรฐาน ISO 6486 ไม่พบแคดเมี่ยมและตะกั่วในระดับที่เป็นอันตราย จึงสามารถสัมผัสกับอาหารได้

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์เซรามิกจากของเสีย

สมบัติของเซรามิกจากของเสีย

— การหดตัวตามยาว 28%
— การหดตัวเชิงปริมาตร 65%
— น้ำหนักที่หายไป 20%
— การดูดซึมน้ำ 0.5%
— ความหนาแน่น 2.1 g/cm³
— Young’s Modulus 58 GPa
— ความแข็งแรง 75 MPa
— สัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน 5.31 x 10^-6 ^๐C^-1
— ความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน deltaT=120 ^๐

วัตถุดิบสำหรับการผลิตและ เทคโนโลยีการผลิต

วัตถุดิบหลักๆเป็นการศึกษาการนำของเสียต่างๆ มาทำเป็นผลิตภัณฑ์ใช้งาน จึงเป็นที่มาของต้นแบบผลิตภัณฑ์เซรามิกจากวัสดุเหลือทิ้ง ที่ยังไม่เคยมีการทำการศึกษาวิจัยมาก่อน โดยทำมาจากวัสดุเหลือทิ้ง 3 ชนิด ได้แก่

เถ้าแกลบ เป็นวัสดุเหลือทิ้งจากโรงสี หรือโรงไฟฟ้าที่ใช้แกลบข้าวเป็นเชื้อเพลิง ประกอบ ด้วยซิลิกา (SiO₂) เป็นองค์ประกอบหลัก

เดร็ก (Dregs) ซึ่งเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมกระดาษ ประกอบด้วยสารประกอบแคลเซียม (Calcium compounds) เป็นองค์ประกอบหลัก

ตะกอนน้ำทิ้ง จากอุตสาหกรรมชุบผิวอลูมิเนียม ประกอบด้วยสารประกอบอลูมิเนียม (Aluminum compounds) เป็นองค์ประกอบหลัก

หลังจากนั้นนำวัตถุดิบที่ได้มาบดผสมให้ได้อัตราส่วนที่เหมาะสมเพื่อให้มีสมบัติคล้ายเนื้อดิน เหมาะแก่การขึ้นรูปและเผาผนึกต่อไป

นอกจากนี้ทีมวิจัยได้พัฒนา สูตรเคลือบที่เหมาะสมสำหรับเนื้อของเสียที่พัฒนาขึ้น เป็นเคลือบจากเนื้อของเสียผสมฟริต เพื่อป้องกันการแตกร้าว (dunting) เนื่องจากการเปลี่ยนเฟสของ cristobalite ในระหว่างการเผา

ลักษณะเซรามิกจากของเสียที่เคลือบด้วยส่วนผสมจากฟริต

โอกาสสู่เชิงพาณิชย์

เซรามิกจากของเสียสามารถนำไปใช้งานทดแทนเซรามิกเดิมที่ทำจากวัตถุดิบจากแหล่งทรัพยากรธรรมชาติ ซึ่งได้จากการขุด ระเบิดภูเขาเพื่อทำเหมือง ผ่านกระบวนการได้แร่มาใช้ในการผลิต แร่จากธรรมชาติเหล่านี้ถูกนำมาใช้จนลดน้อยลงเรื่อยๆ และมีแนวโน้มว่าวัตถุดิบเหล่านี้จะหายาก หรือมีราคาสูงขึ้นและอาจหมดลงในอนาคต นอกจากนี้การนำวัสดุเหลือทิ้งมาใช้ ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดวัสดุเหลือทิ้งและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมที่ไม่สามารถประเมินมูลค่าได้