วัสดุ - ไม้วิทยาศาสตร์

บทนำ

   วัสดุประเภทไม้ ในอดีต เริ่มจากการนำท่องซุงมา ปลอกเปลือกและผ่า ด้วยรูปแบบการผ่าไม้ แบบต่างๆ เพื่อให้ได้ไม้แปรรูปที่มีขนาดที่หลากหลายและสามารถนำไปใช้งานในรูปแบบที่แตกต่างกัน โดยการผ่าไม้ซุงนั้นจะมีรูปแบบในการผ่าที่นิยมใช้กัน 2 วิธีดังนี้

  • แบบ Quarter Saw
  • แบบ Plain Saw

    http://www.wisegeek.com/images/quartersawn.jpg

    ซึ่งการผ่าไม้นี้จะได้หน้าไม้ออกมาแตกต่างกันขึ้นกับวิธีการผ่า และ มูลค่าผลรวมของไม้ที่ผ่ามาก็ย่อมแตกต่างกันด้วย เช่น ถ้าผ่าเน้นไม้หน้าใหญ่ๆ หนาๆ ออกมา ราคาจะสูง แต่ขายยาก และ ในตลาดอาจจะมีความต้องการไม่สูง  ไม้ที่ออกมาเราจะเรียกว่า ไม้แปรรูป (solid wood) หรือ ที่คนทั่วไปชอบเรียกว่า "ไม้จริง"

    การผ่าไม้ประเภทนี้ย่อมมีการสูญเสียเศษจากการผ่าบ้างพอสมควร และ ถ้าต้องการใช้ไม้หน้าใหญ่ๆ มาทำหน้าโต๊ะ หรือ ทำตู้ ปรกติไม้ที่ผ่ามาจากซุง มันก็ไม่ได้กว้างขนาดที่จะนำมาทำได้ (ยกเว้นพวกตัดไม้ในป่าต้นใหญ่ๆ เช่น ไม้มะค่าโมง ซึ่งปัจจุบันมันก็ไม่มีให้ตัดละ)

อย่างไรก็ตาม ไม้หลายชนิดที่มีระยะเวลาในการเติบโตที่ค่อนข้างช้า ไม่เพียงพอต่อการบริโภค ทำให้เกิดแนวคิดที่จะผลิตไม้วิทยาศาสตร์ขึ้นมาเพื่อทดแทนการใช้ไม้ธรรมชาติในลักษณะเดิมๆ โดยไม้วิทยาศาสตร์เป็นไม้ที่ผลิตจากการนำไม้ท่อน กิ่งไม้ และ เศษไม้ มาเป็นวัตถุดิบในการผลิต เพื่อให้เราสามารถใช้ไม้ตามธรรมชาติได้อย่างคุ้มค่าที่สุด

ประเภทของไม้วิทยาศาตร์

ไม้วิทยาศาสตร์ แบ่งออกเป็นกลุ่มกว้างๆได้ 3 แบบคือ

1. กลุ่มแผ่นไม้วิทยาศาสตร์ที่ใช้ไม้แผ่นบาง หรือ แผ่นไม้แปรรูปเล็กๆ มาประสานกัน (Laminated Board) มีดังนี้

1.1 แผ่นไม้บาง หรือ วีเนียร์ (venner)

แผ่นวัสดุในกลุ่มนี้โดยทั่วๆไปมักจะประกอบด้วยวัตถุที่ทำมาจากแผ่นไม้บาง หรือที่เรียกว่า วีเนียร์ (Veneer)

โดยวีเนียร์นี้ได้มาจากการปอกหรือฝานไม้ด้วยเครื่องจักร 

วีดีโอ แสดงการผลิตแผ่นวีเนียร์

1.2 ไม้อัด (plywood)

นำวีเนียร์ไม้ มาซ้อนทับกันโดยให้ไม้บางแต่ละแผ่นวางขวางเสี้ยนซึ่งกันและกัน โดยปรกติการวางขวางเสี้ยนนั้นจะวางขวางเป็นมุมฉากเพื่อให้เกิดโครงสร้างที่มีความแข็งแรงขึ้นและเพื่อลดการยืดหดตัวของไม้บาง โดยสามารถวางซ้อนกันหลายๆชั้น ให้ได้ความหนาตามต้องกัน จากนั้นนำเข้าเครื่องอัดและอบให้กาวแห้ง นำมาขัดกระดาษทรายหยาบ เพื่อกำจัดเสี้ยน ตัดแต่งให้ได้ขนาดและให้ได้ฉาก จากนั้นจึงคัดแยกเกรดตามความต้องการ ราคาของไม้อัดจะขึ้นอยู่กับความหนาของแผ่นไม้อัดและชนิดของไม้บางชั้นที่อยู่ด้านนอก เช่น ไม้อัดสัก คือ ชั้นด้านนอกของไม้อัด อาจจะ 1 หรือ 2 ด้าน เป็นวีเนียร์ไม้สัก ส่วนไส้ในเป็นไม้ชนิดอื่น เป็นต้น

จำนวนของชั้นวัตถุดิบไม้บางจะเป็นจำนวนคี่เสมอเพื่อให้เกิดความสมดุล แผ่นหน้าทั้ง 2 ด้านจะมีเสี้ยนตามกัน จำนวนชั้นของแผ่นไม้บางจะมีตั้งแต่ 3,5,7,9 ชั้น จนได้ความหนาตามต้องการ ซึ่งจะมีขนาด 4,6,8,10,12,15,20 มิลลิเมตร

1.3 แผ่นไม้อัดไส้ไม้ประกบตั้ง (Lamin Board)

เป็นไม้อัดประเภทหนึ่งที่มีไส้ทำมาจากไม้แปรรูปชิ้นยาวๆ โดยชิ้นไม้จะกว้างไม่เกิน 7 มม. แผ่น ลามินบอร์ดมักจะนำไปใช้เป็นแผ่นปูหน้าโต๊ะหรือชั้นวางของที่ต้องการรับน้ำหนักมากๆ
 

1.4 แผ่นไม้อัดไส้ไม้ระแนง (Block board)

ไม้อัดประเภทหนึ่งที่มีไส้ทำจากไม้แปรรูปชิ้นเล็กๆยาวๆ มาเรียงต่อกัน หรือ มีไส้ทำจากแผ่นวัสดุที่ใช้ไม้เป็นวัตถุดิบอื่นๆ โดยเป็นชิ้นไม้นำมาเรียกต่อกันเป็นไส้ ชิ้นไม้ตะเรียงให้แต่ละด้านชิดกันโดยไม่ใช้กาวแต่จะคงรูปอยู่ได้โดยใช้แผ่นไม้บาง หรือ แผ่นไม้อัดทากาวปิดทับด้านนอกทั้ง 2 ด้าน
แต่ปัจจุบันการใช้แผ่นไม้ประเภทนี้มีความนิยมน้อยลงกว่าเดิม

RED OAK VENEER BLOCK BOARD

RED OAK VENEER BLOCKBOARD


BLOCK BOARD

BLOCKBOARD 

 

เพื่อให้เห็นภาพ ลองดู clip video การผลิตไม้อัดจาก youtube : 
กระบวนการผลิตไม้อัด (plywood production line)
http://www.youtube.com/watch?v=xR1vtQYnqyY
*** ถ้า video นี้ไม่อยู่ใน youtube คุณลองใช้ keyword ข้างต้น search ดูอันอื่นก็ได้

เนื่องจากไม้แต่ละชนิดมีคุณค่า มูลค่า หรือ ราคา่ ไม่เท่ากัน
ไม้ลวดลายสวยงาม  ไม้หายาก ไม้ชื่อมงคล   ย่อมมีราคาแพง
ไม้ปลูกง่าย โตเร็ว ลายไม่สวย  ก็ย่อมมีราคาถูกกว่า เป็นธรรมดา

ดังนั้นจึงมีการคิดค้นต่อไปว่า งั้นไม้อัดนี่ เราไม่จำเป็นจะต้องเอาไม้แพงๆ ทั้งชิ้น 
แต่ให้เราเอาเฉพาะ แผ่นไม้บางๆ (หรือที่เรียกกันว่า วีเนียร์) จากไม้ราคาแพง มาแปะอยู่บนหน้าไม้อัด
แล้วเราก็เรียกไม้อัดนั้นตามชื่อของไม้ที่แปะอยู่ด้านหน้า  เช่น ไม้อัดสัก หมายความว่า เป็นไม้อัดที่แปะด้วยผิววีเนียร์ไม้สัก  (นั่นก็ช่วยให้เราลดการใช้ไม้หายาก หรือ ไม้ราคาแพงได้พอดู)

หลังจากพอรู้แล้ว่า ไม้อัด เกิดมาได้อย่างไร เรามาดูจุดเด่นของมันบ้าง
แหล่งที่มาของข้อมูล  : http://www.tnwood.com/T_PlyAdvantage.html

Advantages of Shutter Plywoods :

  • Saving of wood: waste is confined to the small core and bark that remain after peeling away the strips
  • Strength: Generally speaking, wood is more strong (about 24-25 times stronger) along the grains than across the grain. In plywood, the alternate layers are at 90° to each other. This ensures that the weight per weight, plywood is stronger than wood.
  • Reduced shrinkage, swelling and warping: The balanced construction of plywood (with the grain direction of adjacent plies at 90° to each other) equalizes cross layer stress. This in turn reduces shrinkage, swelling and warping.
  • Compared to solid wood, the chief advantages of plywood are that the properties along the length of the panel are more nearly equal to properties along the width
  • Plywood offers greater resistance to splitting
  • Plywood can be moulded into different shapes and sizes
  • Improved utilization of wood - plywood can cover large areas with a minimum amount of wood fibre
  • Plywood has high strength-to--weight and strength-to-thickness ratios
  • The stiffness and strength of plywood is more equal in length and width than that of solid wood
  • Plywood makes an excellent choice for users that call for fastners to be placed very near the edges of a panel because of its alternating grain direction that significantly reduces splitting
  • Plywood comes in convenient sizes

Shuttering Plywood Offers Many Advantages:

  • Low Cost & Investment in manufacturing of formworks.
  • Easy Handling as compared to Steel Plates.
  • Formwork of any size & shape can be easily made at site as plywood is highly workable with carpentry tools.
  • Less chances of accidents as compared to steel.  Thus more safe.
  • Easily available is various sizes as per shuttering requirements, sizes & designs.
  • Use of new shuttering for formworks at different sites is possible.  This lowers transportation & inventory as compared to steel formworks.

 

แปลไทย (อาจจะมีข้อความแสดงความคิดเห็นของผู้แปลแทรกบ้าง)

  • ช่วย ประหยัดไม้ : ส่วนสูญเปล่า (เช่นแก่นไม้ชิ้นเล็กๆ , เปลือกไม้-bark ,เศษไม้ที่เกิดจากการตัด ต่างๆ) ที่จำเป็นจะต้องทิ้งไปในกระบวนการผลิตไม้อัด มันจะน้อยลง (ส่วนไม่สวยก้อยังฝานมาอัดทำไส้ไม้อัดได้)
  • ใน เรื่องความแข็งแรง : โดยทั่วไปอาจจะพูดได้ว่า ค่าความแกร่ง(strength)ของไม้นั้น เกิดจากการที่เสี้ยนไม้ในตัวมันซ้อนขวางกัน (ไม้แต่ละชนิดมีทิศทางของเสี้ยนไม้แตกต่างกัน จึงความแกร่งไม่เท่ากัน โดยเฉพาะพวกไม้เนื้อแข็งเสี้ยนจะหยาบสับสน-เสี้ยนขวางกันไป ขวางกันมา ดังนั้นลวดลายไม่สวย แต่เรื่องความแกร่งนั้นเยี่ยม , ส่วนตระกูลไม้เนื้ออ่อน คือ หลายๆตัวที่เนื้อไม้มันมีเสี้ยนวนไปในทิศทางเดียวกันทำให้ไม่แกร่ง / เนื้อมักจะละเอียดและลายมักจะสวย) ส่วน ในกรณีของไม้อัด แผ่นไม้บางแต่ละชั้นที่อัดมันวางให้เสี้ยนไม้ตั้งฉากกันแบบ 90 องศา ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่า ถ้าเทียบไม้ที่น้ำหนักต่อน้ำหนักเท่ากัน  ไม้อัดจะแข็งแกร่งกว่า solid wood แน่นอนครับ (ข้อนี้ คิดว่าหลายคนๆอาจจะเคยเข้าใจผิดรวมทั้งผม)ภาพประกอบ http://galaxyplywoodindustries.tradeindia.com/Exporters_Suppliers/Exporter14200.208050/Marine-Plywood.html
  • ลด อัตราการแตก , การขยายตัว , การบิดงอ  ,  การสร้างที่ได้สมดุลของไม้อัด (ด้วยการให้ทิศทางของเสี้ยนไม้ ติดกันโดยทำมุมตั้งฉากกัน) โดยทำให้ stress (แรงเครียดของวัสดุ) ในแต่ละชั้นเท่าๆเทียมกัน สิ่งนี้เองที่ช่วยลด อัตราการแตก , ขยายตัว , บิดงอ
  • ถ้าเปรียบเทียบกับไม้จริง (solid wood) คุณสมบิตของชิ้นไม้ตลอดความยาวไม้ทั้งเส้น มันเหมือนๆกัน เท่าเทียมกัน แต่ไม่จริงมักจะไม่ค่อยเท่ากัน เช่นจุดที่มีตาไม้ (แบบไม่ดี)  จุดที่เป็นกระพี้ไม้ (ไม้อ่อน ยังไม่ตายดี ความแข็งแรงต่ำ)
  • ไม้ อัดนั้นป้องกันการแยก/แตกตัวได้ดีกว่า (ไม้จริงที่เป็นแผ่นใหญ่ๆหน้ากว้างๆ มักจะเกิดจากการนำไม้หน้าแคบๆมา เพลาะให้ติดกันและเมื่อใช้นานๆไป ความชื้นในอากาศทำให้ไม้นั้นมีโอกาสที่จะหดตัว (หรืออาจจะไม่หดขึ้นกับสภาพอากาศและสภาพไม้) ทำให้เกิดรอยแตก ณ จุดที่เพลาะได้
  • ไม้อัดสามารถตัดแบ่งเป็นรูปทรงและขนาด ต่างๆได้ สะดวกกว่า solid wood (โดยมาก solid wood มักจะถูกบังคับด้วยความกว้าง ความหนา ความยาวของหน้าไม้ , ถ้าไม่พอดีตัดทิ้งก้อสิ้นเปลือง)
  • การ ใช้งานลักษณะต่างของไม้ได้รับการพัฒนาขึ้น   - ไม้อัดสามารถครอบคลุมพื้นที่กว้างๆโดยใช้ปริมาณไม้ที่้น้อยกว่าได้ (ก้อคือช่วย save ไม้นั่นเอง)
  • ไม้อัดมีอัตราส่วนของ   ความแข็งแกร่ง/น้ำหนัก และ ความแข็งแกร่ง/ความหนา   สูงกว่า
  • ไม้ อัดอยู่ในรูปแบบของขนาดที่สะดวก (ในประเทศไทยใช้มาตรฐานต่อแผ่นที่ขนาด 8x4 ฟุต ส่วน solid wood จะหน่วยเป็น หน้ากว้าง (นิ้ว)x ความหนา (นิ้ว) x ความยาว (ฟุต หรือ เมตร)

 

ทั้งนี้ ทั้งไม้อัดและไม้จริง ก้อต่างมีข้อดีของตนเอง ขึ้นอยู่กับการรังสรรค์ของช่างไม้ว่าจะให้มันออกมาในรูปแบบใด

ไม้ จริงที่ไม่สวย ก้อมีหน้าที่ในการสร้างให้เกิดความแข็งแรงอยู่ภายใน ส่วนภายนอกที่ต้องการลวดลายที่สวยงาม ก้อต้องนำไม้อัดที่มีลายสวยงามมาใช้ ส่วนภายในที่ไม่ได้ต้องการโชว์ แต่ต้องการเพื่อใช้งาน ก้ออาจจะเลือกไม้อัดที่ลายไม่สวยแต่ราคาถูกเข้ามาเสริม

 

ทั้งไม้ solid wood และ ไม้อัด ต่างก้อ เป็น "ไม้จริง" ทั้งคู่ เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิต จากเดิมแค่ปลอกเปลือกและหั่นไม้

เปลี่ยน เป็นปลอกเปลือกแบบแอปเปิ้ลแล้วเอาเนื้อมันมาซ้อนๆกัน เปลือกไม้ด้านนอกเอาไปเข้าเตาเผาให้พลังงานความร้อนในการเร่งปฏิกิริยาในการ อัด ไม้ให้แน่น

-----------

ยุคถัดมา  (PB)
เนื่องจากไม้อัด ก็ผลิตจากไม้จากซุงแบบเต็มๆ มนุษย์ ก็เริ่มคิดค้นว่า เราเอาเศษไม้ที่ไม่สามารถนำมาใช้ทำไม้แปรรูป หรือ ไม้อัด   เอามาทำเป็นแผ่นได้ไหม


อย่างเช่นพวก กิ่งไม้เล็กๆ เป็นต้น

หลักการง่ายๆ ที่คนคิด คือ "หมูสับ" "แฮมเบิร์กสเต็ก (มีส่วนผสมของหมูและเนื้อ)"

ก็เลยเกิดเป็นสิ่งที่เรียกว่า Particle Board
นั่นคือ เอาไม้มาสับๆ โดยชั้นด้านนอก (ชั้นขนมปังของแซนวิช) ใช้ไม้สับแบบหยาบๆ ไม่ละเอียด
มีความหนาแน่นต่ำ มีรูพรุนสูง โครงสร้างของมันยึดกันด้วยกาว เป็นหลัก
และส่วนที่อยู่ตรงกลาง (ไส้)  จะเป็นไม้สับละเอียด มีความหนาแน่นสูง กว่าด้านนอก

แล้วก็อัดมันด้วยกาวและความร้อนเหมือนไม้อัด ออกมาเป็นแผ่น เรียกแผ่นไม้ปาร์ิติเกิ้ล หรือ ปาร์ติเกิ้ลบอร์ด  เวลาเราใช้สกรูขันลงบนแผ่นไม้ปาร์ิติเกิ้ลควรจะให้ปลายแหลมๆ ปักให้ถึงส่วนกลางของแผ่นไม้ เพื่อให้มันยึดได้แน่น

แต่ถ้าเทียบความแน่นเวลาขันสกรู ไม้อัดจะขันได้แน่นกว่าไม้ปาร์ติเกิ้ล ซึ่งการถอดเข้าและใส่ลงไปใหม่จะทำได้ดีกว่าไม้ปาร์ติเกิ้ล

แต่เนื่องจากแผ่น ปาร์ติเกิ้ลมีโพรงอากาศมาก เวลาโดนความชื้น มีโอกาสที่มันจะเข้าไปแทรกในโพรงและทำให้มันเกิดอาการบวม ได้ง่าย ซึ่งไม้อัดจะทนทานต่อความชื้นได้สูงกว่า
(แต่ไม่ถึงขนาดว่าโดนน้ำปุ๊บบวมปั๊บนะ)

ต่อมาคนก็คิดค้น (MDF)
วัสดุอีกแบบนึง โดยอาศัยแนวคิดของการผลิตกระดาษ

เรียกวัสดุไม้แบบแผ่นประเภทนี้ว่า   แผ่นไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง หรือ แผ่น MDF Board
ซึ่งมองง่ายๆเลยว่า วิธีการผลิตมาก็แบบเดียวกับกระดาษ (เพียงแต่ว่าอัดให้มันแข็ง และ หนา)
ซึ่งมันก็ผลิตจากเยื่อไม้ ผสมกาว หรือ สารเคมี (อันนี้ไม่ค่อยมีความรู้อะนะ แต่เคยฟังมาว่ามันผลิตมาจากเศษที่เหลือจากการผลิตน้ำตาลนะ)

ซึ่งความหนาแน่น มันดีกว่า แผ่นปาร์ติเกิ้ล ความแข็งแรงก็น่าจะสูงกว่าปาร์ติเกิ้ล แต่ในเรื่องของการทนทานต่อความชื้นแล้วสู้ ปาร์ติเกิ้ลไม่ได้ (ความคิดของผมนะ)

แต่เนื่องจาก ทั้งปาร์ติเกิ้ลไม่มีความสวยงามที่ผิว มนุษย์จึงคิดค้นวัสดุที่นำมาปิดผิวหน้าของมันให้สวยงาม
เหมือนที่ไม่อัด เราก็เอา วีเนียร์มาปิด  ส่วนวัสดุอื่นๆที่นิยมนำมาปิดผิวมันได้แก่

- กระดาษ หรือ บางทีก็เรียกฟอลย์ เอากระดาษความหนาประมาณ 40-50 แกรม เอาไป print ลายต่างๆ เช่น ลายไม้ แล้วเอามาปิดผิว (โดนน้ำไม่ได้เลยแม้แต่นิดเดียว)
- PVC หรือ สารสังเคราะห์ คล้ายพลาสติก (ตัว pvc โดนน้ำได้)
- melamine สารเมลามีน เรซิ่น เอามาเคลือบให้มันมีความทนทานต่อการขูดขีด
- veneer ผิวงานไม้จริง ก็เช่นเดียวกันกับ ไม้อัด
- แผ่น laminate หรือ ที่เราเรียกกันว่า โฟเมกา , อันนี้เข้าใจว่าเป็นแนวของโพลิเมอร์ประเภทหนึ่งมีความแข็งแรงสูง ทนทานมาก เอามาแปะบนไม้อัด , mdf หรือ pb อีกที

ถ้าเรียกตามระดับราคาของไม้แผ่น

ไม้อัด > MDF > PB (เทียบกันที่ความหนาเท่ากัน หรือ ใกล้เคียงกัน)

ยังมีวัสดุแผ่นอีกหลายประเภท ที่ผมยังไม่ได้พูดถึงเนื่องจาก ผมยังไม่เคยมีโอกาสได้สัมผัสกับมัน
เอาไว้จะหาข้อมูลมา บรรยายเพิ่มเติมให้

การนำวัสดุประเภทแผ่นไปใช้