วิธีการเลือกวัสดุแกนกลางสำหรับแผงห้องสะอาด

ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมไบโอฟาร์มาซูติคัล การผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ และการแปรรูปอาหาร แผงห้องสะอาด (Cleanroom Panels) ถือเป็นพื้นฐานสำคัญในการสร้างสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ ประสิทธิภาพของ แผงห้องสะอาด เช่น ความต้านทานไฟไหม้ ความแข็งแรง ฉนวนกันความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน ขึ้นอยู่โดยสิ้นเชิงกับวัสดุแกนกลางภายในของแผงเหล่านั้น เมื่อเผชิญกับตัวเลือกวัสดุแกนกลางที่หลากหลายบนตลาด ตัวเลือกใดจึงจะเป็นทางออกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโครงการของคุณ? ในบทความนี้ ผู้ผลิต Glostar จะแนะนำความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับวัสดุแกนกลางของแผงห้องสะอาดที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย 6 ชนิด

วัสดุแกนกลางของแผงห้องสะอาดคืออะไร?

แผงห้องสะอาด (หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า แผงสำหรับห้องสะอาด) คือวัสดุก่อสร้างที่ประกอบด้วยแผ่นภายนอกทำจากวัสดุ เช่น เหล็กเคลือบสี หรือสแตนเลส และวัสดุแกนกลางภายใน วัสดุแกนกลางไม่เพียงทำหน้าที่รับน้ำหนักโครงสร้างเท่านั้น แต่ยังกำหนดสมรรถนะของห้องสะอาดในด้านการกันความร้อน การกันเสียง ความต้านทานไฟไหม้ และความต้านทานแรงดันอีกด้วย การเปรียบเทียบอย่างลึกซึ้งระหว่างวัสดุแกนกลางของแผงห้องสะอาด 6 ชนิดหลัก

1. วัสดุแกนกลางแบบหินบด (Rock Wool)

– วัสดุคลาสสิกที่มีคุณสมบัติต้านทานไฟไหม้ได้ดีเยี่ยม หินบด (Rock Wool) ปัจจุบันเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในงานวิศวกรรมห้องสะอาด

ก. นิยาม: ผลิตภัณฑ์ใยหินผลิตจากหินบะซอลต์และโดโลไมต์คุณภาพสูง รวมถึงวัตถุดิบอื่นๆ หลังจากที่วัตถุดิบถูกหลอมละลายที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,450 องศาเซลเซียส แล้วจึงใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบสี่แกนขั้นสูงระดับนานาชาติเพื่อเปลี่ยนให้เป็นเส้นใย จากนั้นพ่นสารยึดเกาะ น้ำมันกันฝุ่น และสารกันน้ำในปริมาณที่กำหนดลงบนเส้นใย เส้นใยจะถูกเก็บรวบรวมโดยเครื่องเก็บใย จากนั้นจัดเรียงเป็นโครงสร้างสามมิติด้วยวิธีการแกว่ง (Pendulum method) แล้วผ่านกระบวนการบ่มและตัด เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใยหินที่มีข้อกำหนดและวัตถุประสงค์การใช้งานที่แตกต่างกัน

ข. ลำดับขั้นตอนการผลิต: การป้อนวัตถุดิบ — การหลอม (1,450 องศาเซลเซียส) — การก่อตัวของเส้นใย — การเคลือบสารยึดเกาะ — การเก็บใย — การจัดเรียงแบบแกว่ง — การพับ — การบ่ม — การทำความเย็น — การตัด — การบรรจุภัณฑ์

ค. ตัวชี้วัดสมรรถนะ:

ความเบี่ยงเบนของความหนาแน่น: ความเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ของความหนาแน่นวัตถุดอกไม้หิน (Rock Wool) หมายถึงช่วงความเบี่ยงเบนของความหนาแน่นสำหรับผลิตภัณฑ์วัตถุดอกไม้หิน วัตถุดอกไม้หินเป็นวัสดุกันเสียงและฉนวนความร้อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาคาร โดยความหนาแน่นของมันส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในการกันเสียงและฉนวนความร้อน ตามมาตรฐานแห่งชาติ ช่วงความเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ของความหนาแน่นวัตถุดอกไม้หินคือ ±10%

วัตถุดอกไม้หินแบบกันน้ำ (Hydrophobic Rock Wool) ทำให้เกิดคุณสมบัติกันน้ำได้โดยการปรับเปลี่ยนแรงตึงผิวของวัตถุดอกไม้หินแบบดั้งเดิม เพื่อลดแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุดอกไม้หินกับน้ำ

1. ทนต่อน้ำได้ดีเยี่ยม: วัตถุดอกไม้หินแบบกันน้ำไม่ดูดซับน้ำ จึงรับประกันความสามารถในการกันน้ำได้อย่างยาวนาน

2. ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้น: หลังการปรับปรุง วัตถุดอกไม้หินแบบกันน้ำมีความสม่ำเสมอและมีความหนาแน่นมากขึ้น จึงแสดงคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้แข็งแรงยิ่งขึ้น และมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

อันดับความต้านทานไฟ:

ระดับ A: วัสดุก่อสร้างที่ไม่ติดไฟ;

คลาส B1: วัสดุก่อสร้างที่ทนไฟ สามารถดับเองได้หลังจากนำออกจากแหล่งความร้อน หรือดับภายใน 10 วินาที;

คลาส B2: วัสดุก่อสร้างที่ติดไฟได้ หลังการลุกไหม้แล้วเปลวไฟจะไม่ลุกลามเพิ่มขึ้น และวัสดุที่ละลายหยดลงมาจะไม่ทำให้กระดาษกรองลุกไหม้;

คลาส B3: วัสดุก่อสร้างที่ไวไฟ ติดไฟได้ง่ายและเปลวไฟจะลุกลามอย่างรวดเร็ว ระดับความไวในการลุกไหม้จะแตกต่างกันไปตามแต่ละคลาส

คุณสมบัติด้านความแข็งแรง:

ข. ข้อได้เปรียบ:

ความแข็งแรงสูง: วัสดุขนแก้วโครงสร้างมีสมรรถนะเชิงโครงสร้างที่ยอดเยี่ยมโดยตัวเอง เมื่อรวมกับข้อต่อพิเศษที่ต้องยึดแน่นเพียงปลายทั้งสองข้างเท่านั้น แผงแบบช่วงเดียว (single-span) สามารถยาวได้ถึง 12 เมตร ซึ่งช่วยลดการใช้วัสดุโครงสร้างลงอย่างมากและลดต้นทุนโดยรวม

ทนไฟสูง: ขนแก้วโครงสร้างเป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟ ร่วมกับการออกแบบข้อต่อที่มีความหนาแน่นสูง สามารถผลิตแผงที่มีค่าระยะเวลาทนไฟสูงสุดได้ถึง 4 ชั่วโมง และสามารถกันการแพร่กระจายของความร้อนและเปลวไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จุดติดไฟสูง: ขนหินโครงสร้างเป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟ มีจุดหลอมเหลวที่ 1000 องศาเซลเซียส และมีคุณสมบัติทนไฟที่โดดเด่น

ค. การประยุกต์ใช้งาน: ฝ้าเพดานและผนังกั้นในโรงงานผลิตยา ห้องปฏิบัติการ และสถานที่อื่นๆ ที่มีข้อกำหนดด้านความทนไฟอย่างเข้มงวดเป็นพิเศษ

2. ขนแก้ว

– ผู้เชี่ยวชาญด้านฉนวนกันความร้อนที่มีน้ำหนักเบา: ทำจากเส้นใยแก้ว มีน้ำหนักเบากว่าขนหิน

คํานิยาม: แผ่นใยแก้วเป็นวัสดุรูปแบบแผ่นที่ผลิตจากเส้นใยแก้วขนาดละเอียดพิเศษผสมเรซินเป็นตัวประสาน และผ่านกระบวนการบ่มภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูง สามารถติดฟอยล์อลูมิเนียมที่ผิวของแผ่นได้ ใช้เป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนสำหรับหลังคา วัสดุดูดซับเสียง และวัสดุฉนวนอาคาร

กระบวนการผลิต: แร่ธาตุต่างๆ รวมถึงเศษแก้ว โบรักซ์ ทรายซิลิกา ฟิลด์สปาร์ หินปูน โดโลไมต์ และโซดาแอช

คุณสมบัติของใยแก้ว: การดูดซับเสียงและการลดเสียงรบกวน ช่วยป้องกันการแพร่กระจายของเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ใยแก้วมีรูเล็กๆ และช่องว่างขนาดจิ๋ว เมื่อคลื่นเสียงกระทบกับใยแก้ว คลื่นเสียงจะสามารถผ่านเข้าไปตามรูเหล่านี้ได้ ทำให้โมเลกุลของอากาศสั่นสะเทือน ความต้านทานแบบหนืดของอากาศและการชนกันระหว่างโมเลกุลของอากาศกับผนังของรูจะเปลี่ยนพลังงานเสียงให้เป็นพลังงานความร้อน ซึ่งจะถูกกระจายออกไปต่อไป ทั้งนี้ เมื่อมีชั้นอากาศอยู่ด้านหลังใยแก้ว ประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงจะใกล้เคียงกับกรณีที่ไม่มีชั้นอากาศในความหนาเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นใยแก้วที่มีชั้นอากาศ ประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงในช่วงความถี่ปานกลางถึงต่ำจะดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับพื้นผิวแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงจะเพิ่มขึ้นตามความหนาของชั้นอากาศ แผ่นใยแก้วถูกใช้เป็นวัสดุดูดซับเสียงประเภทต่างๆ รวมถึงตัวดูดซับเสียงแบบสามมิติและแผงดูดซับเสียงแบบเจาะรูแบบผสมผสาน กระบวนการผลิตที่ไม่ก่อให้เกิดสลากร์ (slag-free process) ไม่ทำลายโครงสร้างและลักษณะต่อเนื่องของเส้นใย จึงมีคุณสมบัติดีเยี่ยมในการดูดซับเสียงและลดเสียงรบกวน

ดังที่เห็นได้จากตาราง ผลิตภัณฑ์ของบริษัทมีความหนาแน่นต่ำ การนำความร้อนต่ำ สัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงสูง ช่วงอุณหภูมิในการใช้งานกว้าง และยังมีข้อดีอื่นๆ เช่น ไม่ติดไฟ ทนต่อการเกิดน้ำแข็ง ทนต่อแมลง และมีเสถียรภาพทางเคมี

การใช้งาน: ห้องสะอาด (Cleanroom) ที่มีช่วงความกว้างใหญ่และต้องการความสามารถในการรับน้ำหนักสูง

3. แผ่นแมกนีเซียมออกไซด์

– ตัวแทนของความแข็งแรงสูงมากเป็นพิเศษ แผงห้องคลีนรูมแมกนีเซียมออกไซด์ มักเรียกกันโดยทั่วไปว่า "ตาข่ายแมกนีเซียมออกไซด์" หรือ "แผ่นแมกนีเซียมออกไซด์แบบทำมือสองชั้น"

คํานิยาม: แผ่นแมกนีเซียมออกไซด์ (ที่รู้จักกันโดยทั่วไปในชื่อแผ่นแมกนีเซียมออกไซด์) เป็นวัสดุซีเมนต์แมกนีเซียมที่มีความเสถียรสูง ซึ่งผลิตจากระบบที่ประกอบด้วยแมกนีเซียมออกไซด์ แมกนีเซียมคลอไรด์ และน้ำ ในสัดส่วนสามส่วน ผ่านกระบวนการปรับสูตรและเติมสารปรับปรุง ทั้งนี้เป็นวัสดุตกแต่งชนิดใหม่ที่ไม่ติดไฟ โดยใช้ตาข่ายไฟเบอร์กลาสชนิดกลาง-ด่างเป็นวัสดุเสริมแรง และใช้วัสดุน้ำหนักเบาเป็นสารกรอก

คุณสมบัติ: ความแข็งตามมาตราโมห์สสูงมาก ความเรียบยอดเยี่ยม

ข้อดี: ความสามารถในการรับน้ำหนักสูงมากยิ่ง ไม่เกิดการบิดงอภายใต้แรงกดจากเท้า และไม่ติดไฟอย่างสมบูรณ์

การประยุกต์ใช้งาน: เพดานทางเดินในห้องสะอาดสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

4. แผ่นหินซิลิกา

– สมดุลระหว่างคุณสมบัติทนไฟและคุณสมบัติกันน้ำ: แผงห้องสะอาดแบบหินซิลิกา เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมชนิดใหม่ ซึ่งปรากฏขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

คํานิยาม: หินใย (Rock wool) เป็นแผ่นพลาสติกโฟมที่มีความแข็งแรง ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม และช่วยประหยัดพลังงาน ผลิตโดยการอัดขึ้นรูปโฟมเซลล์ปิดแบบต่อเนื่องผ่านกระบวนการให้ความร้อนและผสมเรซินโพลีสไตรีนกับพอลิเมอร์ แล้วฉีดตัวเร่งปฏิกิริยา โครงสร้างภายในประกอบด้วยฟองอากาศที่เป็นเซลล์ปิดและแยกจากกันอย่างอิสระ จึงเป็นวัสดุฉนวนความร้อนที่มีคุณสมบัติโดดเด่น เช่น ความต้านทานแรงกดสูง การดูดซึมน้ำต่ำ ทนความชื้น ปิดผนึกอากาศได้ดี น้ำหนักเบา ทนการกัดกร่อน ทนต่อการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน และการนำความร้อนต่ำ จึงเป็นวัสดุฉนวนความร้อนคุณภาพสูงที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง วัตถุดิบหลักประกอบด้วย ซิลิกา แมกนีเซียมออกซีซัลเฟต และอนุภาคโพลีสไตรีน โดยใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการสร้างช่องว่างแบบเซลล์ปิดภายในเนื้อส่วนผสม แล้วจึงผ่านกระบวนการบ่มเพื่อผลิตแผ่นฉนวนความร้อนที่ทนไฟ

คุณสมบัติ: ผลิตขึ้นเป็นหลักจากแร่ธาตุอนินทรีย์ มีโครงสร้างแบบเซลล์ปิด

ข้อดี: ทนไฟระดับคลาส A และไม่ดูดซับความชื้น แก้ปัญหาการเสื่อมประสิทธิภาพหลังจากดูดซับความชื้นในวัสดุหินแร่ (rock wool)

การประยุกต์ใช้งาน: โครงการบำบัดอากาศในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง

ข้อมูลจำเพาะทั่วไป: 80K-3000*565*50

5. กระดาษโครงสร้างรังผึ้ง

– กระดาษรูปทรงรังผึ้งผลิตขึ้นโดยการแปรรูปกระดาษคราฟต์ให้มีโครงสร้างเป็นรูปหกเหลี่ยมสม่ำเสมอ ตามหลักการของโครงสร้างรังผึ้งในธรรมชาติ ซึ่งเป็นวัสดุประเภทแซนด์วิชชนิดใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดพลังงาน โดยผลิตจากการเชื่อมกระดาษลูกฟูกเข้าด้วยกันเป็นรูปทรงหกเหลี่ยมสม่ำเสมอสามมิติกลวงจำนวนมากมาย เพื่อสร้างองค์ประกอบรับน้ำหนักทั้งหมดที่เรียกว่า 'แกนกระดาษ' แล้วจึงติดกระดาษปิดผิวทั้งสองด้านของแกนกระดาษนี้ วัสดุชนิดนี้มีราคาถูกและมีความเรียบเสมอกันดี แต่โดยทั่วไปมีค่าความทนไฟเพียงระดับ B1

6. แผ่นอะลูมิเนียมโครงสร้างรังผึ้ง

– ทำจากอลูมิเนียมล้วน ทนไฟระดับคลาส A

คุณสมบัติ: น้ำหนักเบา แข็งแรงสูง กันความชื้น ทนไฟ กันเสียง ความเรียบเสมอกันสูง ทนต่อแรงกระแทกสูง ทนต่อการกัดกร่อน

การประยุกต์ใช้งาน: อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำสูง อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ (ห้องสะอาด) อุตสาหกรรมก่อสร้าง อุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์ อุตสาหกรรมการขนส่ง ฯลฯ

ข้อมูลจำเพาะทั่วไป: ความหนาของฟอยล์อลูมิเนียม 0.04 มม. รูเปิด 20 มม. ความยาวด้านแต่ละด้าน 12 มม. ความสูง 18.5/43.5/38.5/48.5 มม.

กระบวนการผลิต: วัตถุดิบสำหรับโครงสร้างรังผึ้งอลูมิเนียมคือฟอยล์อลูมิเนียม ขั้นตอนการผลิตประกอบด้วย: ฟอยล์อลูมิเนียม → พิมพ์ด้วยเครื่องเคลือบ → ตัด → เรียงซ้อนเป็นก้อน → อัดร้อนฟอยล์อลูมิเนียม → ได้ก้อนรังผึ้ง จากนั้นก้อนรังผึ้งสามารถตัดเป็นแถบได้ โดยความหนาของแต่ละแถบขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของลูกค้า หากจำเป็น แถบเหล่านี้ยังสามารถดึงให้ขยายออกเป็นก้อนที่คลี่ออกแล้วได้อีกด้วย

รายการวัสดุแกนของแผงห้องสะอาด

เมื่อเลือก แผงห้องสะอาด พารามิเตอร์ทางเทคนิคทั้งสามประการนี้ควรนำมาพิจารณา ได้แก่ ความหนาแน่น ความแข็งแรงในการยึดติด และเทคโนโลยีการปิดผนึกขอบ ไม่มีวัสดุแกนกลางใดที่เรียกว่า "ดีที่สุด" สำหรับแผงห้องสะอาด แต่มีเพียงวัสดุที่ "เหมาะสมที่สุด" เท่านั้น สำหรับโรงงานยา วัสดุฉนวนกันไฟแบบหินแร่ (rock wool) คือมาตรฐานทั่วไป ขณะที่สำหรับโรงงานอิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำสูง โครงสร้างรังผึ้งอลูมิเนียมหรือแผ่นแมกนีเซียมออกไซด์จะให้ข้อได้เปรียบมากกว่า