เทคโนโลยการผสมยาง (Mixing)

เมอออกสตรเคมยางเรยบรอยแลว ขนตอนถดมาคอการผสมยางกบสารเคมยางเขาดวยกนโดยใชเครองผสมซงอาจจะเปนเครองผสมระบบปดหรอระบบเปดกได ยางทผานการผสมสารเคมแลวจะเรยกวา “ยางคอมพาวด (rubber compound)” การผสมยางนกเปนอกขนตอนหนงทมความสำาคญอยางมากตอสมบตและคณภาพของผลตภณฑ เนองจากถาสารเคมทเตมลงไปในยางกระจายตว (distribution) หรอแตกตว (dispersion) ไดไมด กจะสงผลโดยตรงตอความสมำาเสมอของคณภาพผลตภณฑ ดงนนการใชกระบวนการผสมทแตกตางกน เชน การใชเครองผสมคนละชนดกน การใชสภาวะการผสมทแตกตางกนหรอแมแตการจดลำาดบการเตมสารเคมลงไปในเครองผสมทแตกตางกนยอมจะสงผลทำาใหผลตภณฑทไดมสมบตทแตกตางกนดวยแมวาจะเปนยางสตรเดยวกนกตาม ดงนนผผลตจำาเปนตองมการตรวจสอบคณภาพของการผสมโดยนำายางคอมพาวดทไดจากการผสมแตละครง (batch) ไปทดสอบความหนดมนน (Mooney viscosity) และสมบตการคงรปของยาง (cure characteristics) เพอควบคมคณภาพใหคงท เนองจากเทคโนโลยการผสมยางใหไดผลตภณฑทมคณภาพคงทตามทตองการนนมปจจยทตองพจารณามากมายและตองอาศยความรความเขาใจในกลไกการผสม อนไดแก การเขาไปในเนอยางของสารตวเตม (incorporation หรอ wetting) การกระจายตวของสารตวเตมในยาง (distribution) และการแตกตวของสารตวเตม (dispersion) รวมไปถงปจจยตางๆ เชน อณหภม ปรมาณทผสม ตลอดจนลำาดบการใสสารเคม ทมตอการใชเครองผสมยางตางชนดกน (เครองผสมระบบปด เครองผสมระบบเปด หรอเครองผสมแบบตอเนอง) ดงนนในทนจะกลาวถงตวอยางเครองผสมยางแตเพยงคราวๆ เพอใหพอทราบถงลกษณะการทำางานของเครองผสมยาง เครองผสมยาง เครองผสมยางแบงออกเปน 2 ประเภท ไดแก 1. เครองผสมยางแบบไมตอเนองหรอแบบแบตช (batch mixer) ซงแบงไดเปน 2 ระบบ ไดแก 1.1 ระบบเปด ไดแก เครองผสมยางแบบ 2 ลกกลง (two-roll mill) 1.2 ระบบปด แบงตามลกษณะของโรเตอร ออกเปน 4 แบบ ไดแก 1.2.1 เครองผสมระบบปดแบนบร (Banbury internal mixer) 1.2.2 เครองผสมระบบปดแบบอนเตอรมกซ (Intermix internal mixer) 1.2.3 เครองผสมระบบปดแบบทปรบระยะหางระหวางโรเตอรได (variable intermeshing clearance internal mixer) 1.2.4 เครองผสมระบบปดอนๆ ไดแก เครองนวดยางหรอนดเดอร (kneader) 2. เครองผสมยางแบบตอเนอง (continuous mixer) ไดแก เครองผสมแบบเกลยวหนอนเดยว (single screw) เครองผสมแบบเกลยวหนอนค (twin screw)

เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ

เครองผสมยางแบบ 2 ลกกลง (two-roll mill) เครองผสมยางแบบ 2 ลกกลงเปนเครองผสมระบบเปด ประกอบดวยลกกลง 2 ลก เรยงตวในแนวนอนขนานกน หมนเขาหากนดวยความเรวตางกน ทำาใหเกดแรงเฉอนทจำาเปนตอการบดผสมยางกบสารเคมยาง ในการผสมยางกบสารเคมยางจะใสยางลงชองระหวางลกกลง ยางจะถกรดออกมาเปนแผนรอบลกกลงดานหนา จากนนจงเตมสารเคมยาง โดยผผสมตองทำาการกรดยางแผนและพบไปมาในขณะทเตมสารเคมลงไปในยาง ซงยางทถกตดพบจะถกใสกลบไปยงชองระหวางลกกลง แรงเฉอนทเกดขนจะชวยใหสารเคมตางๆ กระจายตวเขากบเนอยางไดด เครองผสมยางแบบ สองลกกลงใชผสมยางในปรมาณไมมาก เนองจากตองใชความชำานาญและกำาลงคนในการผสม

รปท 1 เครองผสมยางแบบสองลกกลง (two-roll mill) [4]

เครองผสมระบบปดแบนบร (Banbury internal mixer) โดยท วไปเคร องผสมระบบปดมองคประกอบท ส ำาค ญ 4 สวนไดแก หองผสม (chamber) ตวบดผสมหรอโรเตอร (rotor) แทงกดหรอแรม (ram) และระบบหลอเยน (cooling system) เครองผสมระบบปด ใหประสทธภาพและความรวดเรวในการผสมมากกวาการใชเครองผสมยางแบบสองลกกลงเพราะสารเคมไมฟงกระจายระหวางการผสม ลดการสญเสยสารเคมขณะผสมและลดการผดพลาดเนองจากการใชแรงงานคนในการผสม สามารถผสมยางกบสารเคมไดในปรมาณสง เชน 50-100 กโลกรม โรเตอรท งสองของเครองผสมระบบปดแบนบรจะเปนแบบไมคาบเกยวกน หรอทเรยกวา “non-interlocking หรอ non-intermeshing” หมนดวยอตราเรวทแตกตางกนขนกบรนของเครอง การทำางานของเครองผสมเพอใหเกดการผสมคลกเคลาของยางกบสารเคมสวนใหญจะมาจากแรงเฉอนทเกดข นระหวางปกของโรเตอรกบผนงของหองผสม ยางและสารเคมจะถกบบนวดผสมกนในสภาวะทควบคมอณหภมของหองผสมอยางเหมาะสมทำาให สารเคมตางๆ กระจายตวในยางไดดขน

รปท 2 เครองผสมระบบปดแบนบร (Banbury internal mixer) [5]

เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ

เครองผสมระบบปดแบบอนเตอรมกซ (Intermix internal mixer) เครองผสมระบบปดแบบอนเตอรมกซมองคประกอบสำาคญเหมอนกบเครองผสมระบบปดแบนบร แตโรเตอรทงสองของเครองผสมแบบนจะเปนแบบคาบเกยวกนหรอทเรยกวา “intermeshing” หมนดวยอตราเรวทเทากน แรงเฉอนจะเกดขนทบรเวณชองวางระหวางปกของโรเตอร ยางและสารเคมจะถกบบนวดผสมคลกเคลาใหเปนเนอเดยวกน ในสภาวะทควบคมอณหภมของหองผสมและโรเตอรไดดกวาเครองผสมระบบปดแบนบร จงมประสทธภาพการผสมทสงมาก สารตวเตมสามารถแตกตวและกระจายตวในยางไดด แตอยางไรกตามโรเตอรแบบ “intermeshing” น มขนาดคอนขางใหญ ทำาใหยางคอมพาวดทไดจากการผสมในแตละครงมปรมาณคอนขางนอยจงไมคอยเปนทนยม

รปท 3 เครองผสมยางระบบปดแบบอนเตอรมกซ (Intermix internal mixer) [6]

เครองผสมระบบปดแบบทปรบระยะหางระหวางโรเตอรได (variable intermeshing clearance internal mixer) เครองผสมแบบนมโรเตอรเหมอนเครองผสมระบบปดแบบอนเตอรมกซแตผผสมสามารถปรบเปลยนระยะหางระหวางโรเตอรทงสองระหวางการผสมได เชน ในชวงแรกของการผสมตงระยะหางระหวางโรเตอรไวใหมากจะทำาใหปอนยางและสารเคมเขาไปในเครองไดงาย จากนนปรบลดระยะหางระหวางโรเตอรเพอใหมแรงเฉอนสงขนจะทำาใหสารตวเตมแตกตวไดดขน

รปท 4 เครองผสมยางระบบปดแบบทปรบระยะหางระหวางโรเตอรได (variable intermeshing

clearance internal mixer) [7]

เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ

เครองนวดยางหรอนดเดอร (kneader)

เครองนวดยางหรอนดเดอรเปนเครองผสมระบบปดชนดอนๆ ทมการจำาหนายในเชงการคาและมการผลต ในประเทศแถบเอเชย แมวาเครองนวดยางจะมหลกการทำางานคลายกบเครองผสมระบบปดแบนบร แตรปแบบของโรเตอรแตกตางจากโรเตอรของเครองผสมระบบปดแบนบรมาก ทำาใหประสทธภาพในการผสมตำากวาเครองผสมระบบปดแบนบรมาก อยางไรกตามเครองนวดยางมราคาตำากวาเครองผสมระบบปดแบนบรมาก จงเปนทนยมสำาหรบผประกอบการไทยปจจบน

รปท 5 เครองนวดยางหรอนดเดอร (kneader) [8]

เครองผสมยางแบบตอเนอง (continuous mixer)

เครองผสมยางแบบตอเนอง (continuous mixer) ไดแก เครองผสมแบบเกลยวหนอนเดยว (single screw) เครองผสมแบบเกลยวหนอนค (twin screw) ตวเครองสามารถแบงออกไดเปน 3 บรเวณใหญๆ ไดแก 1.บรเวณทปอนสาร (feed zone) ซงจะประกอบดวยถงปอนสารทมลกษณะคลายกรวย (hopper) 2.บรเวณทเกดการผสม (mixing zone) คลายหองผสมในเครองผสมระบบปด 3.บรเวณทปลอยยางออกจากเครอง (discharge zone) ปจจยตางๆ ทมผลตอปรมาณ คณภาพของผลตภณฑ เชน อตรากำาลงการผลตซงขนอยโดยตรงกบอตราการปอนวตถดบเขาไปในเครอง การเพมอตราการปอนวตถดบจะทำาใหระยะเวลาทยางคอมพาวดอยในเคร องผสมสนลง ทำาใหประสทธภาพในการผสมลดลง ยางคอมพาวดทไดจะมระดบการกระจายตวและการแตกตวของสารตวเตมทดอยลง สงผลตอคณภาพของผลตภณฑ

รปท 6 เครองผสมยางแบบตอเนอง (continuous mixer) [9]

เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ

เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ เทคโนโลยการผลตผลตภณฑ

เอกสารอางอง

1. พรพรรณ นธอทย, “เอกสารประกอบการอบรมเทคโนโลยยางระยะสน เรอง เทคนคการออกสตรยาง”, 29 เมษายน ถง 1 พฤษภาคม 2535, โรงแรมเอเชย กรงเทพฯ 2. พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห, “ยาง: กระบวนการผลตและการทดสอบ”, ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต, พมพครงท 1 มถนายน 2550. 3. วราภรณ ขจรไชยกล, “ผลตภณฑยาง: กระบวนการผลตและเทคโนโลย”, สำานกงานกองทนสนบสนน การวจย, พมพครงท 2 กนยายน 2554. 4. http://www.made-in-china.com/showroom/artificallawn/product-detailBbkQgSeKZfYh/China-Two-Roll-Mixing-Mill-RM-OM-.html 5. http://www.farrel.com/products/F%20Series%20Banbury%20Mixer.pdf 6. http://www.farrel.com/products/intermix.pdf 7. http://www.webalice.it/roberto.regalia/le_mie_pubblicazioni.html 8. http://cnhitop.en.made-in-china.com/product/eMymHLwVXtpg/China-Rubber-Machinery-Dispersion-Mixer-Kneader-.html 9. http://www.farrel.com/products/9UM.pdf