รายงานการวจยฉบบสมบรณ

พฒนาลอยางลมเสรมชนโฟมยาง คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร

วทยาเขตหาดใหญ

ผศ.ดร.เจรญยทธ เดชวายกล หวหนาโครงการ ผศ.ดร.วรยะ ทองเรอง ผ รวมโครงการ รศ.ดร.พษณ บญนวล ผ รวมโครงการ รศ.ดร.วรวธ วสทธเมธางกร ผ รวมโครงการ

งานวจยนไดรบทนอดหนนการวจย จากเงนรายได

คณะวศวกรรมศาสตร ประจ าปงบประมาณ 2552

(1)

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอพฒนาอปกรณเสรมลอยางลม (Run flat tire support ring)ทท ามาจากโฟมยางเรมจากศกษาการขนรปยางใหเปนโฟมยางโดยการเตมสารฟ (Blowing agent) และเพมความแขงดวยการเตมสารตวเตมเคลยหรอแคลเซยมคารบอนเนต เพอใหมคณสมบตเชงกลทสามารถรองรบน าหนกจากแรงกด มความทนทานตอการเกดความรอนสะสมภายใน และทนตอการฉกขาดจากการเจาะของตะปเรอใบจากนนหาแนวโนมและน ามาออกสตรยางตนแบบเพอน าไปขนรปเมอไดสตรตามคณสมบตทเหมาะสมจงท าการออกแบบชนงานอปกรณเสรมลอยางลมสรางแมพมพเพออดขนรปและน าชนงานมาตดต งกบกระทะลอและลอยางลมโดยการศกษาอปกรณจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอดวย กาว สกร และเขมขดรดเพอน าไปทดสอบความคงทนของการจบยดจากการทดสอบแบบไมมลอยางลมพบวากาวไมสามารถทนตอการยดตดไดเมอน าสกรเปนตวจบยดลอสามารถวงไดระยะทาง 23 km จากนนใสลอยางลมพบวาลอสามารถวงไดระยะทาง 230 kmซงจะเหนไดวาเมอมลอยางลมรถเคลอนทไดไกลกวาทไมมลอยางลม เพราะลอยางลมมความแขงแรงบรเวณแกมยางและเปนตวรองรบน าหนกกอนจะถงตวอปกรณเสรมลอยางลมขณะทความเรวต ารถสามารถทจะเคลอนตวไปไดจากนนน าลอยางไปทดสอบตามมาตรฐานลอยางลม มอก.367-2529 ทความเรวสง เพอใหไดเงอนไขทใชวงบนทองถนนโดยแบง เปน 2 กรณ ไดแก การทดสอบแบบมลม ทความเรว 60 80 และ 100 km/hrและแบบไมมลมทดสอบทความเรว 40 60 และ 80 km/hrผลการทดสอบพบวาลอทงเกดการสนเมอวงดวยความเรวสง เกดจากสาเหตลอไมไดศนยถวง หรอสมดลลอ เนองดวยอปกรณเสรมลอยางลมมน าหนกมากและมชองวางระหวางตวอปกรณเสรมลอยางกบกระทะลอ จงท าใหเกดการสนภายในลอ ซงสาเหตหลกมาจากการสมผสระหวางพนผวของตวอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอจงท าใหการทดลองไมเปนไปตามเปาหมายดงนนจงสรปปญหาทเกดขนและขอเสนอแนะเพอทจะเปนชองทางเพอสามารถน างานวจยนไปพฒนาตอไปไดในอนาคต

(2)

ABSTRACT

This research aimed at developing a run flat tire support ring which is made from natural

rubber foam. The first process was to study rubber forming to be rubber foam. The rubber foam was

added blowing agents and increased hardness by adding filler kind clay or calcium carbonate to have

mechanical properties that could support the weight from the pressure, to resist the heat built-up and

tearing of the punctures. After that, the process was to find out the tendency and determine the

formulas to build the rubber molding. When a formula based on qualifications, therefore, a run flat

tire support ring was designed, and a mold was made for fitting with a wheel and pneumatic tire.

Clamping tools between a run flat tire and a wheel which are glue, screws and belts were tested. The

findings of a non-pneumatic tire indicated that the glue could not withstand for sticking but the

clamping screw was capable of running wheel to 23 km. While testing a pneumatic tire with

clamping screw, the wheel could move to 230 km. It can be seen that the pneumatic tire was moved

longer than a non - pneumatic tire because the tire’s rim was strong and supported the weight.

Meanwhile, at low speeds it can be moved. Then, the run flat tires were tested by ISO367-2529 in

Thailand for the running on the streets conditions. They were divided into two cases which were

tested an air in pneumatic tire at speed 60,80 and 100 km / hr and an airless pneumatic tire at speed

40, 60 and 80 km/ hr. The results showed those both the wheels were vibrated when running at the

high speed, because the center of gravity was not balanced. Due to the heavy pneumatic tire

accessory, the gaps between the run flat tire and wheel accessories. This was mainly due to the

contact between the surfaces of the wheel accessories and the wheel cap. As a result, the trial did not

meet the target. Therefore, the problem and feedback of this research could lead to further

development in the future.

(3)

กตตกรรมประกาศ

ขาพเจาขอขอบพระคณอาจารยทปรกษาวทยานพนธทงสองทานคอผชวยศาสตราจารย ดร.

เจรญยทธเดชวายกล และผชวยศาสตราจารย ดร.วรยะ ทองเรองทกรณาใหค าปรกษา ค าแนะน า และ

ขอเสนอแนะทมประโยชนในการท าวจยขอขอบพระคณ รองศาสตราจารย ดร.พษณ บญนวล และ ดร.

มานนท สขละมยททานกรณาสละเวลามาเปนคณะกรรมการสอบวทยานพนธ และใหค าแนะน า ตรวจ

แกไขวทยานพนธใหถกตองและสมบรณยงขนขอขอบคณ มหาวทยาลยสงขลานครนทรทใหเงน

ทนอดหนนการวจยขอขอบคณคณะวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยสงขลานครนทรทใหเงนทนรายได

คณะ อดหนนการว จย ขอขอบ คณ ภาคว ช า วศวกรรม เค ร องกลคณะวศ วกรรมศาสต ร

มหาวทยาลยสงขลานครนทรวทยาเขตหาดใหญ ทใหความอนเคราะหส าหรบสถานทและเครองมอใน

การท าวจยทใหความอนเคราะหในการใหค าแนะน าและวธการใชเครองมอบคลากรภาควชา

วศวกรรมเครองกลทกทานทใหความอนเคราะหชวยเหลอในการประสานงานและแนะน าวธการใช

เครองมอ ขอขอบคณ บดา มารดา และญาตพนองทเปนก าลงใจใหตลอดมา และงานนจะด าเนนไป

ไมไดถาไมมเพอนๆ พๆ และนองๆ ภาควชาวศวกรรมเครองกลและภาควชาอนๆ ตลอดจนทกทานท

มไดกลาวมาไว ณ ทนทมสวนชวยในการท าวจยและใหค าแนะน าวทยานพนธฉบบนจงส าเรจสมบรณ

ดวยด

นายธระวฒน เพชรด

(4)

ค ำน ำ

รายงานฉบบนเปนสวนหนงของงานวจย เรอง การพฒนาลอยางลมเสรมชนโฟมยาง โดยผจดท าไดเรยบเรยงจากทฤษฏและผลการทดลอง ทมขนตอน วธการวจย และสรปผล เพอใหผอานไดรถงประโยชนของการน ายางธรรมชาตทมอยเปนจ านวนมากในประเทศไทย มาอดขนรป โดยผานกระบวนการทท าใหยางกลายเปนโฟมยาง โดยมน าหนกเบา และมคณสมบตทางกายภาพและสมบตเชงกลทเหมาะสมเพอส าหรบน าไปพฒนาเปนอปกรณเสรมลอยางลม โดยมจดมงหมายเมอเกดการรวลอยางกจะสามารถวงตอไปไดดวยระยะทางระดบหนง ซงจะท าใหผขบขสามารถหาศนยลอยางเพอท าการเปลยนยาง และส าหรบสภาพสตรทเกดลอยางรวทบรเวณพนททเสยงตออนตรายกจะสามารถขบรถตอไปได โดยทไมตองเปลยนลอยางขณะนน ซงผจ ดท าหวงวารายงานฉบบนคงจะเปนประโยชนกบผอานไมมากกนอยและสามารถน าไปพฒนาตอไปในอนาคต แตถามความผดพลาดจากรายงานฉบบนผจดท าขอนอมรบและขอเสนอแนะเพมเตมเพอการพฒนาการวจยทางดานนตอไป

ผจดท า

นายธระวฒน เพชรด

(5)

สารบญ หนา สารบญ (5) รายการตาราง (7) รายการภาพประกอบ (8) 1. บทน า 1.1 บทน าตนเรอง 1 1.2 การตรวจเอกสาร 8 1.3 วตถประสงค 15 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 16 1.5 ขอบเขตการวจย 16 2. ทฤษฎ 2.1 ยางธรรมชาต 17 2.2 สารเคมทใชในการผสมยาง 21 2.3 กระบวนการผลตผลตภณฑยาง 28 2.4 คณสมบตเชงกลของยาง 32 2.5 ความแขงของยาง (Hardness) 37 2.6 วธการขนรปโฟมยางจากธรรมชาต (Natural Rubber Foam) 39 3. วสดอปกรณและวธการวจย 3.1 วสดอปกรณใชในงานวจย 42 36 3.2 วธการผสมยางคอมปาวด 51 3.3 กรรมวธอดขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลม 53 3.4 วธตดตงอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอและลอยางลม 54 3.5 วธการตดตงลอยางกบเครองทดสอบลอยางตน 55 3.6 แผนการด าเนนการ 57 3.7 ขนตอนและวธการด าเนนการวจย 58

(6)

สารบญ (ตอ) หนา 4. ผลการทดลอง 4.1 ผลการทดลองกจกรรมท 1 60 4.2 ผลการทดลองกจกรรมท 2 70 4.3 ผลการทดลองกจกรรมท 3 82 4.4 ผลการทดลองกจกรรมท 4 89 4.5 ผลการทดลองกจกรรมท 5 89 5. สรปผลการวจย 5.1 สรปผลการวจย 93 5.2 ขอเสนอแนะ 95 บรรณานกรม 99 ภาคผนวก 102

(7)

รายการตาราง ตารางท หนา 2.1 แสดงสมบตทตองการและปรมาณสารเคมทตองใช 21 2.2 แสดงสวนประกอบและปรมาณของยางและสารเคมตางๆในสตรยางพนฐาน 30 2.3 แสดงสตรทวไปทใชในการท ายางคงรปจากยางแหง 40 4.1 แสดงล าดบสตรยางเพอดแนวโนมทางกายภาพของการพองตวของสารตวเตม 61 4.2 แสดงการเปรยบเทยบคณลกษณะของลอยางแตละสตร 67 4.3 การออกสตรยางเพอหาคณสมบตทเหมาะสมเพอน าไปพฒนาเปนอปกรณเสรมลอยางลม 69 4.4 ผลการทดสอบคาความแขงของยางสตรตางๆ 72 4.5 พนทใตกราฟวงรอบฮสเทอรซสทความเครยดคงท (50% strain) ของลอยางสตรตางๆ 73 4.6 ผลการทดสอบการยดตดแบบไมตดกาว โดยการกดโหลดแบบหยดนง 84 4.7 ผลการทดสอบการยดตดแบบตดกาว โดยการทดสอบแบบหยดนง และกดภาระโหลด 84 4.8 ผลการทดสอบการยดตดแบบตดกาว โดยการทดสอบแบบสภาวะเคลอนท (Dynamic test) 86 4.9 น าหนกโหลดกดลงบนชนงานและระยะยบของชนงาน 87 4.10 การทดสอบทชวงความเรวระหวาง 60-100 km/hr แบบมลม 89 4.11 การทดสอบทชวงความเรวระหวาง 40-80 km/hr แบบไมมเตมลม 90

(8)

รายการภาพประกอบ

รปท หนา 1.1 แสดงคนรายวางระเบดและโรยตะปเรอใบเพอท าการหลบหน 1 1.2 แสดงการน าลอยางลมมาเสรมชนโฟมยาง 2 1.3 แสดงลอยางแบบ PAX SYSTEM 5 1.4 แสดงลอยางแบบ support ring 6 1.5 แสดงลอยางแบบยางแกมหนา (Side wall) 7 1.6 ลอยางของ Michelin 8 1.7 ลอยางรถจกรยานใสโฟมเหลวไวขางใน 9 1.8 อปกรณตดรถส าหรบเกบเรอใบและเปนรถส าหรบเกบเรอใบ 9 1.9 แสดงลอยางตนของรถฟอรคลฟทใสรถปคอพส าหรบวงฝาตะปเรอใบ 10 1.10 แสดงลอยางแบบ Run flat assembly 11 1.11 แสดงลอยางทเสรมโฟมยางทเปนแผนซสเสรมในลอยางลม 11 1.12 แสดงชนโฟมยางทมลกษณะเปนทอเสรมในลอยางลม 12 1.13 แสดงลอยางทเสรมโฟมยางแบบ torus-like core 13 1.14 แสดงการออกแบบตวจบยดระหวางแผน Run - flat กบ กระทะลอ 14 1.15 แสดงแบบจ าลองการทดสอบแผน Run Flat Tire 15 2.1 แสดงสตรโครงสรางของยางธรรมชาต 20 2.2 แสดงการเปรยบเทยบลกษณะรพรนทเกดขนภายในยาง (a) รพรนเปด (b) รพรนปด 28 2.3 แสดงกระบวนการผลตยาง 29 2.4 แสดงขนตอนการบดผสม 32 2.5 แสดงการผดรปของยางภายใตแรงกด 33 2.6 กราฟความสมพนธระหวางความเคนกดและความเครยดกด 35 2.7 วงรอบฮสเทอรสส (Hyteresis loop) 36 2.8 ชนทดสอบและหวกดแบบตางๆ ส าหรบการวดคาความแขง 38 2.9 ขอบเขตของยางแขง-ยางนม ตามมาตรฐานสากล 39 3.1 แสดงเครองผสมยางแบบสองลกกลง 43 3.2 แสดงเครองผสมยางแบบระบบปด (Kneader) 44 3.3 แสดงเครองอดยางคงรป (Hot press) 44

(9)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา 3.4 แสดงเครองอดขนรปยางแบบมน าหลอเยนไหลผาน 45 3.5 แสดงแมพมพทดสอบแรงกด (Compression test) 45 3.6 แมพมพทดสอบฮสเทอรซส 46 3.7 แสดงแมพมพอดลอยางตนขนาดเลก 46 3.8 แสดงแมพมพอปกรณเสรมลอยางลม 47 3.9 แสดงเครองทดสอบการกดและทดสอบฮสเทอรสสชนงานตวอยาง 47 3.10 เครองวดความแขงของพลาสตกและยาง (Hardness tester) 48 3.11 เครองทดสอบเวลาวลคาไนซของยาง (Moving Die Rheometer MDR 2000) 48 3.12 แสดงเครองวดอณหภมขนาดเลกแบบอนฟาเรด 49 3.13 แสดงเครองทดสอบลอยางตนขนาดเลก 49 3.14 เครองทดสอบลอยางตน 50 3.15 เครองวดความคงทนของยาง (Endurance) วดโดยใช Drum Test 51 3.16 แสดงการน ายางคอมปาวดชนในและชนนอกใสในแมพมพ 53 3.17 แสดงชนงานหลงจากการอดขนรป 54 3.18 แสดงขนตอนและวธการประกอบอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอและลอลมยาง 55 3.19 (a) แสดงตวยดกระทะลอของลอยางตน (b) แสดงตวยดทยดเครองทดสอบกบกระทะลอรถยนตทวไป 56 3.20 แสดงการน าลอยางลมทเสรมดวยอปกรณเสรมตดตงกบเครองทดสอบ 56 4.1 (a) ขนาดลอทน ามาทดสอบ (b) เบาทน ามาขนรป 61 4.2 ลอยางหลงการอดขนรปและลกษณะฟองอากาศภายในของสตรยางท I-VI 63 4.3 แสดงภาพถายลกษณะรพรนของสตรยางในแตละสตร โดยใชกลอง Magic camera ขนาดขยาย 200x 70 4.4 แสดงผลของการกดชนตวอยางในแตละสตร 71 4.5 แสดงผลของวงฮสเทอรสสทความเครยดคงท (50% strain) ของยางสตรตางๆ 73 4.6 แสดงการเปรยบเทยบอณหภมทเกดขนของแกมยางของลอยางสตรตางๆ ททดสอบวงบนเครองทดสอบลอยางตนขนาดเลก ทระยะยบ 40 % ของระยะยบของลอ และทความเรว 25 km/hr ทเวลา 60 นาท 74

(10)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา 4.7 แสดงลกษณะของอปกรณเสรมลอยางลม 75 4.8 แสดงรปรางของอปกรณเสรมลอยางลมแบบ RFSR1 76 4.9 แสดงรปรางของอปกรณเสรมลอยางลมแบบ RFSR 2 77 4.10 แสดงรปรางของอปกรณเสรมลอยางลมแบบ RFSR3 78 4.11 แสดงแมพมพทท าการออกแบบจากชนงานแบบ RFSR1 78 4.12 แสดงลกษณะสตรยางทผสมเคลยหลงการอดขนรป 79 4.13 แสดงลกษณะสตรยางทไมเตมสารฟและเคลย หลงการอดขนรป 80 4.14 แสดงชนงานทไดหลงการอดขนรป 80 4.15 (a) แสดงแมพมพเดม และ (b) แสดงแมพมพทท าการดดแปลง 81 4.16 แสดงการปรบแตงแมพมพและรลนเพอท าใหยางไหล 81 4.17 แสดงชนงานทอดขนรปหลงการดดแปลงแมพมพ 82 4.18 แสดงลกษณะการตดตงอปกรณเสรมลอยางลมกบเครองทดสอบ 83 4.19 แสดงตารางมาตรฐานของลอยางลม มอก.365-2529 83 4.20 แสดงตารางการใสโหลดของเครองทดสอบลอยางตน 85 4.21 แสดงการเจาะรชนงานและยดดวยสกร 87 4.22 แสดงผลการทดสอบของอณหภมทเพมขนของลอทดสอบทความเรว 23 km/hr 88 4.23 (a) แสดงการทดสอบทแรงกดโหลดท 530 กโลกรม (b) แสดงการยดตดโดยใชกาวยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ (c) แสดงการยดตดโดยใชเขมขดรดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ 91 5.1 แสดงชองวางระหวางการอดโหลดขณะทดสอบ 96

1

บทท 1 บทน ำ

1.1 บทน ำตนเรอง

สถานการณการกอการรายในพนทสามจงหวดชายแดนภาคใตไดแก ปตตาน ยะลา และ นราธวาส ต งแตป 2547 ถงปจจบนสงผลกระทบตอความมนคงของประเทศ ประชาชนและเจาหนาททปฏบตการในพนททไมมความปลอดภยในชวตและทรพยสน การกอการรายเกดขนอยางตอเนองและมวธการปฏบตการกอการรายในหลายรปแบบ ซงรปแบบหนงทผกอการรายใชอยคอการน าตะปเรอใบโรยบนถนนใหเปนอปสรรคและเปนการถวงเวลาในการน ารถเขาไปถงจดปฏบตการ ดงแสดงในรปท 1.1 แมวาขณะนจะมรถเกบกวาดแตตองเสยเวลาและมคาใชจายสง ตอมาคณะผวจยนไดมการน าลอยางตนสองชนทใชกบรถฟอรคลฟท (Forklift) มาใชแทนลอยางลมในรถปคอพ (ธระวฒน,2552) เพอใหสามารถน ารถวงตะปฝาเรอใบเขาไปถงจดทปฏบตการไดโดยไมตองเสยเวลาในการเกบกวาดตะปเรอใบ แตพบวาปญหาลอยางตนของรถฟอรคลฟททน ามาใสในรถปคอพนนมน าหนกมากกวาลอยางลมถง 3 เทา และความเรวในการขบขนอยกวาเมอเทยบกบลอยางลม ซงสามารถขบไดดวยความเรวประมาณ 20-60 km/hr และมความยงยากในการตดตงอกดวย เหลานจงสงผลตอความเหมาะสมทางพลศาสตรและการขบขเชน การบงคบเลยว การใชงานทความเรวสง การเบรค การยดเกาะถนน การสนเปลองก าลง ถาใชงานเปนเวลานานกจะสงผลไปถงเพลาและชวงลางได โดยทวไปลอยางตนมลกษณะดอกยางใหญและหนา รองยางลก (เสนห,2550) และความแขงทไมสม าเสมอของเนอยางตน

รปท 1.1 แสดงคนรายวางระเบดและโรยตะปเรอใบเพอท าการหลบหน

(ทมาจาก: http://southkm.rta.mi.th/southkmblog/?cat=5-30-4-54 14/09/2555)

2

ลอยางตนทใชน นมการดดแปลงกระทะลอ และการตดตงทยงยาก ดงน นจงมแนวคดทจะท าโครงการนขนมาโดยมแนวทางคอใชลอยางลมและกระทะลอยางลมปกตน ามาเพมชนโฟมยางทพฒนามาจากยางธรรมชาตซงมลกษณะ ดงแสดงในรปท 1.2 โดยจะท าใหลอยางมน าหนกเบากวาลอยางตน และสะดวกตอการตดตงกบรถทวไป เพอทจะน ามาศกษาขอจ ากดและความเปนไปไดในการน าลอยางลมเสรมชนโฟมยางไปวงฝาตะปเรอใบ

รปท 1.2 แสดงการน าลอยางลมมาเสรมชนโฟมยาง

ปจจบนยางพาราเปนพชเศรษฐกจทมความส าคญตอเศรษฐกจของประเทศและชวตความเปนอยของประชากรทงประเทศ โดยปจจบนประเทศไทยมพนทปลกยางพารากวา 18.095 ลานไร มผลผลตเฉลย 253 กโลกรม/ไร/ป ในป 2553-2554 ประเทศไทยมการสงออกวตถดบยางธรรมชาตและผลตภณฑยางไปแลวประมาณ 3,051,000 ตน คดเปนมลคากวา 156,311.06 ลานบาท โดยมตลาดสงออกหลก คอ จน ญปน มาเลเซย สหรฐอเมรกา เกาหลใต และสหภาพยโรป เปนหลก (ขอมลจากสมาคมยางพาราไทย, 2555)

การน ายางธรรมชาตซงเปนทรพยากรทส าคญอยางหนงของประเทศไทยมาแปรรปเปนผลตภณฑยางตางๆนนมอยมากมายเชน การผลตยางรถยนต ผลตภณฑรองเทา ถงมอยาง ยางฟองน า กาวยาง และเครองมอทางการแพทย เปนตน ผลตภณฑยางโฟม (Rubber foam Products) เปนผลตภณฑยางอกประเภทซงใชสารฟ (Blowing agent) เปนองคประกอบเพอท าใหยางมลกษณะเปนโฟม และเตมสารตวเตมเพอเพมความแขงและคายงมอดลสของยาง เพอน าไปพฒนาเปนลอยางลมเสรมชนโฟมยาง

โดยในงานวจยนจะใชยางแหงมาขนรปเปนโฟม เพราะยางแหงมวธการขนรปงายกวาลาเทกซ ซงโฟมยางจากยางแหงมความหนาแนนมากกวาโฟมยางจากลาเทกซ โดยงานวจยนตองการโฟมยางทมความหนาแนนสง มความแขงและทนตอแรงกดหรอน าหนกบรรทกไดด การปรบปรง

3

สมบตอาจท าไดโดยการเตมสาร เชน สารตวเตมเคลยหรอแรดนขาว เปนสารทมโครงสรางผลกทแผเปนแผนหรอชนเรยงซอนกน ท าใหมความยดหยนและมความเปนข วทสามารถน ามาใชประโยชนไดกวางขวาง เมอน ามาผสมสารตวเตมเคลยปรมาณตางๆ พบวา คาโมดลสทระยะยด 100 300 และ 500 เปอรเซนต และความตานทานตอการฉกขาดของยางมคาเพมขน แตสมบตดานความทนทานตอแรงดง และระยะยดจนขาดของยางมคาลดลง เมอเปรยบเทยบลกษณะการผสมสารตวเตมเคลยในสภาวะลาเทกซและสภาวะแหง พบวา การผสมในสภาวะลาเทกซท าใหยางมสมบตการวลคาไนซและสมบตทางกายภาพใกลเคยงกบการผสมในสภาวะแหง โดยแปรปรมาณสารตวเตมเคลย และแปรสภาวะในการผสมคอ สภาวะลาเทกซและสภาวะแหง พบวา ยางธรรมชาตทผสมสารตวเตมเคลยดงกลาวมการกระจายตวของสารตวเตมเคลยในยางอยางสม าเสมอ (ส านกงานกองทนสนบสนนงานวจย,2549)

แคลเซยมคารบอเนตเปนสารอนนทรยทมขว ท าใหการผสมเขากบยางปกต ซงไมมขว กระท าไดยาก จงท าใหตองใชพลงงานในการผสมสง และสารตวเตมกจะกระจายไดไมดในยางท าใหสมบตของยางตกลง และเนองจากแคลเซยมคารบอเนต สามารถเกดการ Aggromerate รวมตวกนเปนกอนทมขนาดใหญขนไดงาย ท าใหเมอน าไปใชในยาง จะท าใหสมบตของยางตกลง และตองใชพลงงานในการผสมสงขนเมอน ามาเปนสารตวเตม สวนมากวสดเตมพวกอนนทรย เตมลงไปในน ายาง มวตถประสงคเพอใหผลตภณฑแขง แตไมเพมสมบตดานความทนแรงดงหรอทนตอการฉกขาด จากขอมลพบวาเคลยมสมบตทางกายภาพดกวาแคลเซยมคารบอเนต โดยเคลยจะเพมสมบตดานความทนแรงดงหรอทนตอการฉกขาดกวาแคลเซยมคารบอเนต และมราคาถกจงเหมาะส าหรบน ามาใชเปนสารตวเตมในโฟมยาง

เทคโนโลย ของยางรถยนต มการพฒนาอยางตอเนอง ไมเพยงเนนการเพมประสทธภาพ และความทนทานเทานน แตยงค านงถงความปลอดภยในการใชงานดวย จงเปนจดเรมตนของ Run Flat Tire วงไดแมไรลมยาง รถยนตในยคแรกสดเปนยางตน มความทนทานแตขาดความนมนวล และมน าหนกมาก จากนนจงพฒนาเปนยางกลวง ทภายในมยางบาง ๆ ซอนอยเพอบรรจลม ท าใหมน าหนกเบาลง และทนทานพอสมควร ผลตงาย และตนทนต า แตถาถกของแหลมแทงทะลยางชนนอก เขาไปถงยางชนใน ลมกจะรวออกอยางรวดเรว เพยงไมกวนาทยางกแบนสนท หรออาจถงขนยางระเบด ท าใหรถยนตเสยการทรงตวได

เพอลบจดดอยของยางแบบมยางใน จงมการพฒนาสยาง Tubeless (ไมมยางใน) ใชยางนอกทมเนอหนา และโครงสรางแขงแรงขน มขอบอดแนนกบขอบกระทะลอในการเกบลม เมอถกของแหลมทมแทง และรไมใหญนก เนอของยางจะพยายามบบรนนไว ท าใหลมรวออกชา หรอถาของแหลมนนยงปกตดกบหนายาง บางครงพบวาผานไปหลายวนกวายางจะแบน

4

ยางรถยนตยคใหมนอกจากจะไมใชยางในแลว ยงใชโครงสรางแบบเรเดยลเสรมใยเหลก แทนโครงสรางแบบเดมทเปนผาใบ จงมความแขงแรงรกษารปทรงไดดกวา ไมบดเบยวเมอหมนดวยความเรวสง และหนายางสมผสพนไดเตมทเสมอ รถยนตรนใหม ๆ มสมรรถนะสงขน มก าลงหลายรอยแรงมา ท าความเรวถง 200 km/hrไดเปนเรองปกต ยางรถยนตจงตองถกออกแบบใหรองรบสมรรถนะนนไดดดวย เพราะยงความเรวสงขนเทาใด กยงมแรงเหวยงหนศนยกลางทหนายางเพมขน ถาแตกงายกอนตราย แมยางยคใหมจะแตกยาก แตถาแตกเมอไรกมโอกาสเกดอบตเหตรนแรง เนองจากอตราเรง และความเรวของรถยนตทเพมขนจากยคกอน การเปลยนยางอะไหลอาจไมงายส าหรบบางคน หรอไมสะดวกในบางสถานการณ เชน รมทางหลวงทมไหลทางแคบ บนไฮเวยทรถยนตคนอนใชความเรวสง หรอเสนทางเปลยวในเวลากลางคน ในกรณทรรวมขนาดเลก แมยางรถยนตจะแบนชา และไมเสยการทรงตวในทนท แตเมอแบนแลวกตองจอดเปลยน เพราะถาฝนขบตอไป แกมยางจะถกขอบลอบดกบพนถนนจนเสยหาย ตองทงทงเสนหรออาจท าใหกระทะลอบดเบยวไปดวย แมมยางอะไหล แตถายางแบนแลวยงสามารถขบตอไปไดอกระยะหนง ยอมดกวา ทงในดานการไมเสยการทรงตว หรอการขบไปเปลยนยางอะไหลในสถานทปลอดภยและสะดวก

หลายปทผานมาบรษทยางรถยนตบางแหง ไดมการออกแบบและผลตยางรถยนตแบบพเศษ ทเมอลมรวออกจนหมดแลว กยงขบตอไปไดอกหลายสบกโลเมตรดวยความเรวพอสมควร โดยทยางไมเสยหาย ในชวงแรกยางแบบพเศษน มจดดอย คอ ตนทนการผลตสงกวายางทวไป การถอดใสยางกบกระทะลอตองใชเครองมอพเศษ และตองใชกระทะลอแบบเฉพาะ จงไมไดรบความนยมเทาทควร จดเรมตนของยาง Run Flat Tyre เรมตนเมอประมาณ 5 ปทแลว ซงเรยกวา PAX SYSTEM ดงแสดงในรปท 1.3 เปนยางแบบพเศษ ตองใชกบ กระทะลอแบบเฉพาะ ไมสามารถใสกบกระทะลอทวไปได กอนจะใสยางเขาไป กระทะลอจะถกสวมดวยแหวนพลาสตกแขงและหนารดอยโดยรอบ ซงมน าหนกไมนอย เปนการเพมภาระในการหมน ถายางแบนลง แหวนพลาสตกจะทรดลงมากดดานหลงของหนายาง ท าใหแกมยางทรดตวลงไมสด ขอบกระทะลอจงไมบดลงบนแกมยาง ขอบกระทะลอถกออกแบบใหบบกบขอบยางแนนเปนพเศษ เพอปองกนยางหลดจากกระทะลอ เวลาขบขณะแรงดนลมยางลดลงมาก ๆ หรอไมมลมเลย

5

รปท 1.3 แสดงลอยางแบบ PAX SYSTEM (ทมาจาก:

http://data.thaiauto.or.th/iu3/index.php?option=com_flexicontent&view=items&cid=40:2010-11-11-11-00-15&id=137:-runflat-tyre&Itemid=101 14/09/2555)

เนองจากตองใชกระทะลอ และยางแบบพเศษ การผลต และการถอดใสจงตองใชเครองมอ

เฉพาะ ซงยงยากและมราคาแพง แตกท างานไดผลเมอยางแตก เพราะแกมยางจะยบตวลงนอยมาก ภาระการรบน าหนกเปลยนไปตกอยทวงแหวนพลาสตก ผผลตระบวา เมอยางแบนจะสามารถขบตอไปไดดวยความเรว 80 km/hr เปนระยะทางสงสดถง 200 km แตความนมนวลจะลดลง เพราะไมมแรงดนลมชวยซมซบแรงสนสะเทอน มเพยงหนายางทถกกดโดยตรงจากแหวนพลาสตก ซงหนา แขง และไมมความยดหยน สาเหตทท าให PAX SYSTEM ไมเปนทนยมในชวงเวลาทผานมา กเพราะตองเปนพเศษทงยาง วงแหวนไสใน และกระทะลอ รวมทงมความยงยากในการถอดใส ชวงแรกจงมการจ าหนายเปนอปกรณเลกตดตงพเศษในรถยนตเพยงไมกรน เทานน และถกน าไปตดตงในรถยนตตนแบบทจดแสดงตามมอเตอรโชวตาง ๆ มากกวาใชงานจรง

6

รปท 1.4 แสดงลอยางแบบ Support Ring (ทมาจาก:

http://data.thaiauto.or.th/iu3/index.php?option=com_flexicontent&view=items&cid=40:2010-11-11-11-00-15&id=137:-runflat-tyre&Itemid=101 14/09/2555)

Internal Support Run Flat System อกเทคโนโลยจากบรดจสโตน แนวคดในการออกแบบ

คลายกบ PAX SYSTEM แตเปลยนจากแหวนพลาสตกหนา และแขง มาเปนแหวนโลหะทรงโคงบางโปรง ปลายทง 2 ดานเปนยาง ลอมรดอยกบกระทะลอ ดงแสดงในรปท 1.4

เมอ ยางแบน กระทะลอ และวงแหวนโลหะจะทรดกดลงบนดานหลงของหนายาง แกมยางจะยบตวลงเพยงเลกนอยเทานน ขอบกระทะลอไมบดลงบนแกมยาง ขบตอไดนานโดยยางไมเสยและมจดดอยคลาย PAX SYSTEM คอ ยงยาก และแพง ขอดทเหมอนกนคอ นมนวลในการใชงานปกต เพราะแกมยางไมแขงจะเดนกวา PAX SYSTEM ตรงทแหวนโลหะมน าหนกเบา ลอ และยางไมหนกขนมาก จงไมเปนภาระแกชวงลางมากนก รบน าหนกไดดกวายางแบบแกมหนา ขบไดเรว และไกลกวา โดยไมท าใหยางเสยหายเพมเตมหลงจากยางแบน และเมอยางแบนจะนมนวลกวา PAX SYSTEM เพราะขอบยางทรองรบแหวนโลหะอยนน สามารถยดหยนได ไมแขงตายตวเหมอนแหวนพลาสตกของ PAX SYSTEM

PAX SYSTEM มขอด คอ ถาแรงดนลมยางปกตหรอยางไมแบน จะมความนมนวลเหมอนยางทวไป เพราะไมไดเสรมความหนาทแกมยาง PAX SYSTEM ท างานไดดกจรง แตแพง และยงยาก เพราะตองพเศษทงกระทะลอ วงแหวนไสใน ยาง และอปกรณส าหรบถอดใสดวย จงมการพฒนาสแนวทางอน ไมตองมวงแหวนรดอยกบกระทะลอ ไมตองใชขอบยางทรงแปลก จนตองใชกระทะลอแบบเฉพาะ โดยใชวธงาย และไมซบซอน คอ ออกแบบแกมยางใหหนา และมโครงสรางทแขงแรงกวายางปกต เพอใหเมอยางแบน แกมยางจะยงดนอยกบขอบกระทะลอ และสามารถ

7

รองรบการบดลงมาของขอบกระทะลอไดนานดงแสดงในรปท 1.5 โดยไมเกดความเสยหาย ทส าคญ คอ สามารถใชกบกระทะลอ และเครองมอถอดใสบางแบบธรรมดาได ยางแกมหนาน เมอยางแบนจะท างานไดมดเทา PAX SYSTEM เพราะไมมแหวนพลาสตกหนารบน าหนกแทนลม เปนการรบน าหนกดวยแกมยางทง 2 ขาง แตกไมท าใหรถยนตเสยการทรงตว และสามารถขบตอดวยความเรวกกวา 50 km/hr เปนระยะทางหลายสบกโลเมตร แมแกมยางจะถกออกแบบใหรองรบการขบขณะยางแบนได แตกมขอบเขตจ ากดยอมดกวาแน ถารตววายางแบนแลว พยายามขบใหชา และระยะทางสนทสด เพอใหแกมยางบอบช านอยทสด จะไดปะรรว แลวน ากลบมาใชอกได ยางแบบนจะสามารถใชรวมกบกระทะลอทวไปได แตกมขอเสย คอ แกมยางทหนาขน และถกเสรมความแขงแรงท าใหดดซบแรงสนสะเทอนไดนอยลง มความกระดางเพมขนตลอดการขบ (ขอมลจากศนยสารสนเทศยานยนต,2555)

รปท 1.5 แสดงลอยางแบบยางแกมหนา (Side wall) (ทมาจาก:

http://data.thaiauto.or.th/iu3/index.php?option=com_flexicontent&view=items&cid=40:2010-11-11-11-00-15&id=137:-runflat-tyre&Itemid=101 14/09/2555)

8

1.2 กำรตรวจเอกสำร 1.2.1 งำนทเกยวของ

รปท 1.6 ลอยางของ Michelin (ทมาจาก: http://www.arip.co.th/tag/tweel 14/09/2555)

ลอยางแบบ Tweel Tyre แบบใช Flexible Spoke โดยไมตองใชลม ดงแสดงในรปท 1.6 (a)

ลอยางแบบนสามารถวงทความเรวสง และใชงานกบสภาพถนนขรขระ และ รบน าหนกบรรทกไดมาก แตราคาแพง ตอมาจงไดมการคดคนลอยางแบบ PAX SYSTEM ของ Michelin ดงแสดงในรปท 1.6 (b) ซงคลายกบยางลอรถยนตแบบเตมลมทวไป เมอลมรวออกหรอยางแบนกจะมวงแหวนรองรบน าหนกแทนลม โดยวงแหวนรองรบน าหนกแทนลมท าจากโพลเมอรเสรมแรงภายใน เรยกลกษณะยางแบบนวา Run Flat Tyre (US 5593520,1997) ซงมราคาสง แตขอดคอใชกระทะลอแบบธรรมดาทวไปไดโดยไมตองออกแบบกระทะลอใหมเพยงแคตดตงแหวนวงรอบกระทะและน ายางลมแบบปกตตดตงลงไปกสามารถใชงานได

(a) (b)

9

รปท 1.7 ลอยางรถจกรยานใสโฟมเหลวไวขางใน (ทมาจาก: http://article.wn.com/view/2012/07/06/US_Firm_to_Put_Up_Bicycle_Tyre_Plant)

เทคโนโลยการใสโฟมเหลวไวขางในลอยาง ใชทดลองศกษากบลอยางขนาดเลก โดยทโฟมจะแขงทนททถกอากาศ ซงเปนการอดรรวไปในตว ดงแสดงในรปท 1.7 แตสวนใหญเหมาะกบลอยางขนาดเลก เชน ลอจกรยานและมอเตอรไซดและกรณทมจ านวนรเจาะนอยๆ

รปท 1.8 อปกรณตดรถส าหรบเกบเรอใบและเปนรถส าหรบเกบเรอใบ (ทมาจาก: http://www.gunsandgames.com/smf/index.php?topic=48006.0 14/09/2555

และhttp://www.prolampac.com/products/roadsurfacing/detail/roadsurfacing_detail_10.html 14/09/2555)

การตดตงอปกรณตดรถส าหรบเกบและกวาดตะปเรอใบออกจากผวถนน ดงแสดงในรปท

1.8 (a) เปนอปกรณเพอปองกนการเจาะลอยาง จะตดตงอปกรณนนบรเวณดานหนาของตวรถ เมอตดตงกบรถกระบะ ตวอปกรณจะยนออกจากตวรถดานละ 20 เซนตเมตร ชวยใหสมรรถนะในการเกบกขณะเลยวรถท าไดคลองตว โดยประสทธภาพสงสดรองรบรถทวงดวยความเรว 60 km/hr

อปกรณเกบตะปเรอใบ (a) (b)

10

สวนตวอปกรณเกบสามารถเกบตะปไดสงสด 1,000 ตว และสามารถน าตะปไปก าจดในภายหลงได และไดปรบแตงใหเปนรถกภยทสามารถเกบเรอใบและดบเพลงได มระบบไฮดรอลก เพอยกลอในการ ถอด เปลยน ลอ อะไหล มปมลมเพอการเตมลม และอปกรณเพอซอมรอยรวของยาง ดงแสดงในรปท 1.8 (b) ตอมาไดมการทดลองน าลอยางตนของรถฟอรคลฟทขนาด 700-12 กบรถปคอพส าหรบวงฝาตะปเรอใบ ดงแสดงในรปท 1.9 จากการศกษาพบวาลอยางตนสามารถทนตอการเจาะของตะปเรอใบได แตมขอจ ากดคอ ลอยางน าหนกมาก ความเรวในการขบขต าขบในระยะสนๆการตดตงล าบากตองมการดดแปลงกระทะลอ และไมสะดวกในการตดตงกบรถกระบะขบเคลอนสลอไดเนองจากรถมดมลอใหญกวากระทะลอของรถฟอลคลฟท

รปท 1.9 แสดงลอยางตนของรถฟอรคลฟทใสรถปคอพส าหรบวงฝาตะปเรอใบ จากขอจ ากดของงานทมอยและไดศกษาไปแลวพบวาสงประดษฐดงกลาวมขอดและขอดอยแตกตางกนไปตามราคาและคณลกษณะการใชงาน ในงานวจยนจงมวตถประสงคเพอน าลอยางลมแบบปกตมาเสรมชนโฟมยาง และศกษาความเปนไปไดของลอยางเสรมชนโฟมในการวงฝาตะปเรอใบ โดยท าการศกษาจากสทธบตรทเกยวของดงน 1.2.2 กำรตรวจสอบเอกสำรสทธบตร

สทธบตรล าดบท US 20070000586A1 ไดกลาวถงสงประดษฐชนนวา Run Flat Assemblies สรางขนมจดมงหมายเพอน าไปใชในยานพาหนะบนทองถนนโดยมสวนประกอบทเสรมเขาไปในลอยางซงมหวจกเตมลมและยางลม สวนประกอบท ามาจากโฟมยางชนด Close-cell cellular rubber ดงแสดงในรปท 1.10 และไดออกแบบใหสามารถรองรบน าหนกของรถ เมอลอยางเกดการรวซมซงมสาเหตมาจากการเจาะของตะปเรอใบ

11

รปท 1.10 แสดงลอยางแบบ Run flat assembly (ทมา : US 20070000586A1 Patent)

สทธบตรล าดบท US 3,650,865 กระบวนการในการท ายางทสามารถทนตอการเจาะของ

ตะปเรอใบโดยการเสรมชนทท ามาจากวสดทเรยกวาโฟมยางซงท ามาจากยางสงเคราะห และในสวนของกระทะลอไดออกแบบใหมลกษณะพเศษทจะน าแผนโฟมยางมาสวมใส และแผนโฟมยางทขนรปไดมลกษณะเปนแบบวงแหวนดงแสดงในรปท 1.11 กระบวนการนนเรมตนจากการน าแผนโฟมยางสวมใสในกระทะลอ

รปท 1.11 แสดงลอยางทเสรมโฟมยางทเปนแผนซสเสรมในลอยางลม (ทมา : US 3,650,865 Patent)

12

สทธบตรล าดบท US 4,371,023 การสญเสยความดนอากาศทอยภายในลอยาง เพอปองกนการยบตวของลอยางทเกดจากการเจาะของตะปเรอใบ ซงจะท าใหอากาศทอยภายในลอยางลมรวซมออกมาภายนอก ในลกษณะอยางนงท าการปองกนการรวซมอนเนองมาจากการเจาะหรอการสญเสยแรงดนอากาศภายในลอยางลม งานประดษฐนจงท าการคดคนและออกแบบแผนเสรมกระทะลอ ซงมลกษณะเปนแบบ Tubeless เสรมขางในลอยางดงแสดงในรปท 1.12 ซงตว Tubeless นท ามาจากโฟมยาง และน ามาทดสอบการยบตวและสงเกตการเปลยนแปลงลกษณะภายในของชนโฟมยางดวย

รปท 1.12 แสดงชนโฟมยางทมลกษณะเปนทอเสรมในลอยางลม (ทมา : US 4,371,023 Patent)

สทธบตรล าดบท US 7,342,064B2 งานประดษฐนใชงานเปนสวนประกอบหลกส าหรบ

การท าลอยาง และลอ Run Flat Tire ประกอบขนเปนชน โดยในปจจบนน Run Flat Tire มขอบทเสรมดวยวสดทเปนชน (A reinforcing layer) ซงมความแขงและน ามาเสรมเสนใยตรงบรเวณแกมยาง (Side wall) และท าใหรถยนตสามารถทจะวงไดระยะทางระดบหนงเมอลอยางเกดการรว เนองมาจากการเจาะของตะปเรอใบ ดงนนจงไมจ าเปนทจะมยางอะไหลเตรยมไวซงจะท าใหรถมน าหนกเบาขน แตอยางไรกตาม Run - flat ชนดนกยงมลมตหรอขอจ ากดของการใชงานในเรอง

13

ของความเรวและระยะทาง เมอลอยางเกดการรวซมจากการโดนตะปเรอใบ ซงในอนาคตกท าการปรบปรงใหมประสทธภาพทดขนเพอความปลอดภยและความตองการของผทจะน าไปใช

สทธบตรล าดบท US 4,334,565 การเสรมแผน Run Flat Tire เปนวงแหวนทมลกษณะแบบทอในลอยางลม ซงลอยางลมจะมขดลวดทตดอยกบตวโฟมยาง เรยกวา Torus-like core ประกอบไปดวยและจะเปนตวรองรบ Load bearing ซงจะ Insert foam ดงแสดงในรปท 1.13 โดยจะเปนแบบ Cellular ซงจะมรพรนและเปนแบบ Close – cell

รปท 1.13 แสดงลอยางทเสรมโฟมยางแบบ torus-like core (ทมาจาก: US 4,334,565 Patent)

14

สทธบตรล าดบท US 4,281,700 การน าแผน Run Flat Tire มาเสรมในลอยางทมลมนนยางจะตองมความยดหยน รบแรงกด และ Run - flat จะมลกษณะเปนวงแหวน ซงวงแหวนนจะตองมรพรนเปนจ านวนมากและเรยงตวอยางตอเนองตลอดทงแผน โดยจะมลกษณะเปนชนซงท ามาจากวสดทเปน Elastomeric ทน าเสนใยมาทอ โดยมชองวางระหวางการทอในแตละแถว ซงการน าแผนมาเสรมนนสงทตองการคอท าใหมน าหนกเบา (Lightweight) มความยดหยน (Flexibility) และมการกระจายของภาระโหลดไดด ซงจะตองน ามาใชไดจรง และท าการออกแบบการจบยดระหวางแผน Run Flat Tire กบกระทะลอโดยการเชอมตดและยดดวยสกรดงแสดงในรปท 1.14โดยเงอนไขเหลานน ามาเปนขอบเขตทจะน ามาออกแบบเปนแผน Run Flat Tire ส าหรบลอยางลมและท าใหรปรางและลกษณะพเศษ โดยแผนทจะเสรมนนจะมชองวางและการจบยดกบลอลมยาง โดยจะท าการลดน าหนกของรถและรวมไปถงการลดความเสยหายทเกดจากกระทะลอเนองจากการหมนอกดวย

รปท 1.14 แสดงการออกแบบตวจบยดระหวางแผน Run - flat กบ กระทะลอ (ทมาจาก: US 4,281,700 Patent)

15

สทธบตรล าดบท US 6,776,034B2 ไดศกษาความคงทนของชนยางเสรมกระทะลอ โดยวธน าชนยางยดตดกบกระทะลอ Run Flat Tire โดยเปรยบเทยบการทดลองกบการเกดจรงโดยทดสอบบนเครองทดสอบดงแสดงในรปท 1.15 และหาการเกดแรงเสยดทาน ทผวสมผสระหวางกระทะลอกบชนยางโดยใชความเรวของการหมนเปนตวก าหนดพบขอเสยของลอโดยชนยางเสรมในกระทะลอเกดการฉกขาดทผวสมผส เมอลอรวยางชนนอกไมสามารถน ามาใชใหมได นเปนปญหาทเกดขนกบ Run Flat Tire นอกจากนยงมปญหาทเกดจากตะปเรอใบ ท าใหยางและกระทะลอเสยหาย

รปท 1.15 แสดงแบบจ าลองการทดสอบแผน Run Flat Tire (ทมาจาก : US 6,776,034B2 Patent)

1.3 วตถประสงค

1.3.1 เพอพฒนาลอยางลมใหเปนลอยางรนแฟลตไทร แบบวงแหวน จากการเสรมอปกรณเสรมลอยางลมทท ามาจากโฟมยาง ใหใชในรถทวไป

1.3.2 เพอศกษาสมรรถณะของลอยางรนแฟลตไทร แบบวงแหวน ทพฒนาขน

16

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ ไดลอยางลมแบบรนแฟลตทมโฟมยางเสรมชนใน และสามารถวงฝาตะปเรอใบได

1.5 ขอบเขตของงำนวจย

1.5.1 ขนรปโฟมยางธรรมชาตดวยยางแหงเทานน 1.5.2 ปรบสมบตความแขงโฟมยางดวยสารตวเตม เชน เคลยหรอแคลเซยมคารบอเนต 1.5.3 ใชงานหรอตดตงกบกระทะลอขอบ 15 นวเทานน 1.5.4 การทดสอบความคงทน ความแขง และการทนความรอนของโฟมยางหลงการใชงาน

ทภาระของรถจรงเทยบกบมาตราฐานลอยางลม และความเปนไปไดของลอยางลมเสรมชนโฟมยางในการวงฝาตะปเรอใบ

17

บทท 2 ทฤษฏ

บทนกลาวถง ทฤษฎตางๆทเกยวของและสามารถน ามาใชในการท าลอโฟมยาง เพอน ามา

เสรมในลอยางลม ในขณะทลอยางเกดการรวซม หรอถกเจาะดวยตะปเรอใบ ซงท าใหรถยนตวงดวยความเรวต า และสงผลท าใหลอยางลมฉกขาด ไมสามรถน าไปใชตอได เมอวงเปนระยะทางนานๆ และในขณะเดยวกนจะสงผลถงกระทะลอ และชวงลางของรถยนตนนดวย

ปจบนนนประเทศไทยมการใชรถยนตเปนยานพาหนะจ านวนมาก ซงปญหาทเกดขนหนงในนนกคอปญหาลอยางเกดการรวเมอถกเจาะดวยของแหลม ท าใหสงผลถงการเปลยนลอยางอะไหลทยากล าบากส าหรบบางคน หรอไมสะดวกในบางสถานการณ เชน รมทางหลวงทมไหลทางแคบ บนไฮเวยทรถยนตคนอนใชความเรวสง หรอเสนทางเปลยวในเวลากลางคน ในกรณทรรวมขนาดเลก แมยางรถยนตจะแบนชา และไมเสยการทรงตวในทนท แตเมอแบนแลวกตองจอดเปลยน เพราะถาฝนขบตอไป แกมยางจะถกขอบลอบดกบพนถนนจนเสยหาย ตองทงทงเสนหรออาจท าใหกระทะลอบดเบยวไปดวย แมมยางอะไหล แตถายางแบนแลวยงสามารถขบตอไปไดอกระยะหนง ยอมดกวา ทงในดานการไมเสยการทรงตว หรอการขบไปเปลยนยางอะไหลในสถานทปลอดภยและสะดวก

ดงนนการท าลอยางโฟมเพอเสรมในลอยางลมขณะลอรวนน ลอยางโฟมเสรมจะตองมคณสมบตเชงกลทด เชน การรบแรงจากภาระน าหนกรถจรง ตวลอยางโฟมจะตองมน าหนกเบา และทนทานตอการเจาะของตะปเรอใบ และสามารถวงไดระยะทางไกลออกไป เพอหารานเปลยนยางอะไหลได ดงนน ในการขนรปโฟมยางจะใชยางแหงแลวน ามาผสมกบสารพองฟ (Blowing agent) เปนวตถดบหลกเพอท าใหเกดเปนโฟมยาง จากนนเตมเคลยเพอเพมความแขง เพอท าใหชนงานทไดออกมามคณสมบตตามทตองการ 2.1 ยางธรรมชาต (วราภรณ ขจรไชยกล, 2549) 2.1.1 ยางธรรมชาต

1) ยางแหง ไดจากการน าน ายางสดทกรดไดมาเตมกรด (นยมใชกรดอะซตก กรดฟอรมค หรอกรดซลฟรค) เพอใหอนภาคน ายางจบตวกนเปนของแขงและแยกตวออกจากน า จากนนกท าการไลความชนออกจากเนอยางเพอปองกนการเกดเชอรา โดยยางแหงแบงได 3 ประเภทตามกรรมวธการผลตคอ

18

1.1) ยางแบบธรรมดา ผลตโดย Convention process ไดแกยางแผนรมควน ยางแผนผงแหง

และยางเครพ - ยางแผนรมควน ท าจากน ายางสด โดยแยกสวนน าออกใหหมด ใชกรดฟอรมกเปนตวแยก แลวรดเปนแผนและน ามารมควน ยางชนดนประเทศไทยผลตไดเปนจ านวนทงสนประมาณรอยละ 70 ของจ านวนยางทผลตไดทงหมด

- ยางแผน (Rubber sheet) ไดจากการน าน ายางสดมาใสในตะกงจากนนจงเตมน าเพอเจอจางน ายางใหมปรมาณเนอยางแหงเหลอเพยงประมาณ 12.16% กอนท าการเตมกรดเพอใหยางจบตวกนและแยกออกจากน า หากท าการเจอจางมากกจ าเปนตองใชกรดมากเชนกนโดยทวไปอนภาคของน ายางจะเรมจบตวกนหลงจากทคาความเปนกรด-ดาง (pH) ของน ายาง อยในชวง 5.1-4.8 เรยกจดนวา “จดไอโซอเลกทรค” (Isoelectric point) หลงจากนนจงน ายางทไดไปรดใหเปนแผนดวยเครองรดแบบ 2 ลกกลง จากนนน าไปลางน า แลวจงท าใหยางแหง

- ยางเครฟ (Crepe rubber) สวนใหญเปนยางทไดจากการน าเศษยาง (เชนยางกนถวยหรอเศษยางทตดบนเปลอกไมหรอตดบนดน หรอเศษจากยางแผนรมควน เปนตน) น าไปรดในเครองเครฟ (Creping machine) พรอมทงใชน าท าความสะอาดเพอน าเอาสงสกปรกตางๆออกไปจากยางในระหวางการรดจากนนจงน ายางแผนทไดไปผงลมใหแหง โดยทวไปยางเครฟทผลตไดมหลายรปแบบ เชน Brown crepe, Flat bark crepe และ Blanket crepe เปนตนซงยางเครฟเหลานมสคอนขางเขมและมความบรสทธ ทแตกตางกนมากนอกจากนยงขนอยกบชนดของวตถดบทน ามาใชในการผลตดวย 1.2) ยางแบบระบคณภาพมาตรฐาน ผลตโดยมเงอนไขการระบคณภาพมาตรฐานตามสากล (Technically specified process) ไดแกยางแทงมาตรฐาน (Standard block rubber) ซงยางแทงเปนยางทผลตขนมาโดยอาศยหลกการคราวๆดงน เรมตนน ายางมาท าใหเปนกอนเลก ๆ (เสนผาศนยกลางประมาณ 2-3 มลลเมตร) เพอใหงายตอการช าระลางสงสกปรกออกไปดวยน าและงายตอการท าใหแหงในขนตอนถดไปหลงจากอบยางใหแหงทอากาศรอนแลวกจะน ายางแหงทเปนกอนเลก ๆเหลานไปอดใหเปนแทงขนาดมาตรฐาน 330×670×170 มลลเมตร โดยมน าหนกเฉลยประมาณ 33.33 กโลกรมตอแทง ซงวตถดบของการผลตยางแทง ไดแก น ายางหรอแผนยางทงนขนอยกบเกรดของยางแทงทตองการผลต เชน ตองการผลตยางแทงเกรด STR XL หรอ STR 5L ซงมสจางมาก (L ยอมาจาก Light และ XL ยอมาจาก Extra light) จ าเปนตองใชน ายางเปนวตถดบและใชกรดฟอรมคในการท าใหอนภาคน ายางจบตวกนภายใต สภาวะทมการควบคมอยางด หรอถาตองการผลตยางแทงเกรด STR 10 หรอ STR 20 ซงเปนกรดทมสงเจอปนสงและมสเขมกวากอาจใชยางแผนหรอเศษยาง ขยางเปนวตถดบเปนตนสวนกระบวนการผลตยางแทงคอนขางจะ

19

ยงยากตองอาศยเครองจกรทมราคาแพงและตองมการควบคม คณภาพอยางสม าเสมอ ดงนนยางแทงจงมราคาสงกวายางแผนรมควน

1.3) ยางแบบอนๆทมลกษณะเฉพาะตว เพอใหไดผลผลตเหมาะกบงานทจะขนรปผลตภณฑชนดใดชนดหนงโดยเฉพาะ หรอเพอวตถประสงค จะปรบปรงสมบตบางประการของยางธรรมชาต ตวอยางยางกลมนไดแก ยางทมความหนดคงท (Viscosity stabilised rubber )

2) น ายาง สามารถแบงได 2 ประเภทดงน 2.1) น ายางสด คอน ายางทกรดไดจากตนยาง และจะคงสภาพความเปนน ายางอยได

ไมเกน 6 ชวโมง เนองจากแบคทเรยในอากาศ และจากเปลอกของตนยางขณะกรดยางจะลงไปในน ายาง และกนสารอาหารทอยในน ายาง เชน โปรตน น าตาล ฟอสโฟไลปด โดยแบคทเรยจะเจรญเตบโตอยางรวดเรว ปฏกรยาทเกดขนหลงจากแบคทเรยกนสารอาหาร คอ จะเกดการยอยสลายไดเปนกาซชนดตาง ๆ เชน กาซคารบอนไดออกไซด กาซมเทน เรมเกดการบดเนาและสงกลนเหมน การทมกรดทระเหยงายเหลานในน ายางเพมมากขน จะสงผลใหคา pH ของน ายางเปลยนแปลงลดลง ดงนนน ายางจงเกดการสญเสยสภาพ ซงสงเกตไดจาก น ายางจะคอย ๆ หนดขน เนองจากอนภาคของยางเรมจบตวเปนเมดเลก ๆ และจบตวเปนกอนใหญขน จนน ายางสญเสยสภาพโดยน ายางจะแยกเปน 2 สวน คอ สวนทเปนเนอยาง และสวนทเปนเซรม ดงนนเพอปองกนการสญเสยสภาพของน ายางไมใหอนภาคของเมดยางเกดการรวมตวกนเองตามธรรมชาต จงมการใสสารเคมลงไปในน ายางเพอเกบรกษาน ายางใหคงสภาพเปนของเหลว โดยสารเคมทใชในการเกบรกษาน ายางเรยกวา สารปองกนการจบตว (Anticoagulant) ไดแก แอมโมเนย โซเดยมซลไฟด ฟอรมาลดไฮด เปนตน เพอรกษาน ายางไมใหเสยสญเสยสภาพ

2.2) น ายางขน ท าจากน ายางสด โดยมเครองแยกทจะไลน าออกไป ใหเหลอสวนทจะเปนยางประมาณรอยละ 60 น ายางจะขนขน และเอาไปใชท าเบาะนง เบาะอง ทนอน ตกตา ถงมอ ลกโปง ฯลฯ ว สดส าเ รจรปเหลานท าไดในประเทศไทย น ายางชนดนผลตจ าหนายเฉพาะภายในประเทศเทานน ประมาณวาปหนง ๆ ตองใชถง 700,000-1,000,000 ลตร ซงในงานวจยจะใชน ายางขนในการท าโฟมยางดวย นอกเหนอจากโฟมยางทท าจากยางแหง

โฟมยางธรรมชาตผลตครงแรกใน ป ค.ศ.1929 ท าจากน ายางพารา 100% โฟมยางธรรมชาต เหนยวทนทาน ยดหยนสงไมมสารเคมทเปนพษ รกษาสงแวดลอม และมการตานแบคทเรยโดยธรรมชาต ซงเปนสมบตเฉพาะของยางธรรมชาตทไมเหมอนยางสงเคราะห และสามารถน ามาใชซ าไดโดยไมยบตวหรอฉกขาด มสปรงในตวยางท าใหเกดความทนทานมาก โฟมยางธรรมชาตมโครงสรางเปนรเลกทงสองดานของยางจ านวนลานๆร ท าใหปรบความแขงของยางเพอเพมเพมความสบาย และสามารถรบแรงกดหรอน าหนกไดด (ความรเรองยางธรรมชาต, 2552)

20

2.1.2 สมบตทางเคมของยาง

ยางธรรมชาตมชอทางเคม คอ cis-1,4-polyisoprene กลาวคอ ม Isoprene (C 5 H 8 )n โดยท n มคาตงแต 15-20,000 เนองจากสวนประกอบของยางธรรมเปนไฮโดรคารบอนทไมมขว ดงนนยางจงละลายไดดในตวท าละลายทไมมขว เชน เบนซน เฮกเซน เปนตนมสตรโครงสรางดงรปท 2.1

รปท 2.1 แสดงสตรโครงสรางของยางธรรมชาต โดยทวไปยางธรรมชาตมโครงสรางการจดเรยงตวของโมเลกลแบบอสณฐาน (Amorphous) แตในบางสภาวะโมเลกลของยางสามารถจดเรยงตวคอนขางเปนระเบยบทอณหภมต าหรอเมอถกยด จงสามารถเกดผลก (Crystallize) ได การเกดผลกเนองจากอณหภมต า (Low temperature crystallization) จะท าใหยางแขงมากขน แตถาอณหภมสงขน ยางกจะออนลงและกลบสสภาพเดม ในขณะทการเกดผลกเนองจากการยดตว (Strain induced crystallization) ท าใหยางมสมบตเชงกลด นนคอยางจะมความทนทานตอแรงดง (Tensile strength) ความทนทานตอการฉกขาด (Tear resistance) และความทนทานตอการขดส (Abrasion resistance) สง

ยางดบจะมสมบตเชงกลต า และลกษณะทางกายภาพจะไมเสถยรขนอยกบการเปลยนแปลงแปลงอณหภม คอยางจะออนเยมและเหนยวเหนอะหนะเมออณหภมสง แตจะแขงเปราะเมออณหภมต า ดวยเหตนการใชประโยชนจากยางจ าเปนตองมการผสมยางกบสารเคมตางๆ เชน ก ามะถน ผงเขมาด า และสารตวเรงตางๆ เปนตน ยางคอมเปานด (Rubber compound) คอยางทผานการบดผสมกบสารเคม ยางทไดจะถกน าไปขนรปในแมพมพภายใตความรอนและความดน กระบวนการนเรยกวาวลคาไนเซชน (Vulcanization) ยางทผานการขนรปแลวเรยกวา “ยางสกหรอยางคงรป” (Vulcanizate) ซงสมบตของยางจะดขน (ทมา : http://rubber.sc.mahidol.ac.th/rubbertech/NR.htm)

21

ยางธรรมชาตถกน าไปใชในการผลตผลตภณฑยางตางๆ เนองจากมคณสมบตดงน

- มความหยดหยน (Elasticity) และการทนตอแรงดง (Tensile strength) ไดดซงเหมาะส าหรบการผลต ถงมอยาง ถงยางอนามย ยางรดของ เปนตน

- มสมบตเชงพลวต (Dynamic properties) ทดจงเหมาะส าหรบการผลตยางรถบรรทก ยางลอเครองบนหรอใชผสมกบยางสงเคราะหในการผลตยางรถยนต เปนตน

- มความตานทานตอการฉกขาด (Tear resistance) สง ทงทอณหภมต าและอณหภมสงจงเหมาะส าหรบการผลตยางกระเปาน ารอน

ยางธรรมชาตมขอเสยหลกคอ การเสอมสภาพเรวภายใตแสงแดด ออกซเจน โอโซน และความรอน โดยยางจะไวตอการท าปฏกรยากบออกซเจนและโอโซนโดยมแสงแดดและความรอนเปนตวเรงปฏกรยา จงตองมการเตมสารเคมบางชนดจ าพวกสารในกลมของ (Antidegradants) เพอยดอายการใชงาน (ทมา : http://rubber.sc.mahidol.ac.th/rubbertech/NR.htm)

2.1.3 ลกษณะเดนของยาง ลกษณะเดนของยางธรรมชาตคอ ความยดหยน (Elasticity) ยางธรรมชาตมความยดหยนสง เมอแรงภายนอกทมากระท ากบมนหมดไป ยางกจะกลบคนสรปรางและขนาดเดม (หรอใกลเคยง) อยางรวดเรว ดวยสมบตดงกลาวจงเหมาะทจะน ามาท ายางปพน อกทงยางธรรมชาตยงมสมบตดเยยมดานการเหนยวตดกน (Tack) ซงเปนสมบตส าคญของการผลตผลตภณฑทตองอาศยการประกอบ (Assemble) ชนสวนตางๆ เขาดวยกน เชน ยางรถยนต เปนตน 2.2 สารเคมทใชในการผสมยาง สารเคมมหนาทเฉพาะชวยใหยางมสมบตตามทตองการ ทงในระหวางการผลต การวลคาไนซ และการน าผลตภณฑไปใชงาน โดยปกตนยมบอกปรมาณสารทใชในการผสมยางทกชนดทใสเขาไปในยางโดยเทยบกบยาง 100 สวน และจะมหนวยเปน phr (parts per hundred of rubber) (พรพรรณ นธอทย, 2528) โดยแสดงสมบตทตองการและปรมาณสารเคมทตองใชดงแสดงในตารางท 2.1 และสารเคมทใชในการผสมยางสามารถแบงออกเปน 7 ชนด ตารางท 2.1 แสดงสมบตทตองการและปรมาณสารเคมทตองใช

สมบตทตองการ สารเคม ปรมาณการใช

(phr) สมบตความยดหยน (Elasticity)

สารท าใหยางคงรป (Vulcanizing crosslink agents) สารกระตน (Activator)

1-3.5 1-5

22

สารเรง (Accelerator) 0.5-2.5

ปองกนยางเสอมอนเนองจาก O2 , O3

สารปองกนยางเสอม เชน 6 PPD, Flectol H, Antioxidant 2246, Wingstay L, Vulkanox MB

1-4

เสรมความแขงแรงใหยาง

สารตวเตมทมขนาดอนภาคเลก เชน เขมาด า (Carbon black) เขมาขาว (Silica)

10-100

ส สอนนทรย หรอสอนทรย ตามความเขมทตองการ

ลดตนทน สารตวเตมชนดราคาถก ยางรเคลม เศษยางคงรป 10-200 , 10-100, 5-50

ฟองพรน (Cellular structure)

สารฟ พวกอนทรยสารหรออนนทรยสาร 0.5-20 5-30

ลดอนตรายจากการตดไฟ (Self extinguishing)

สารลดการตดไฟ เชน พวก Phosphates, Antimony salts, Halogenated organics, Borates (Antimonytrioxide and Chlorinated wax – มกใชกบยางธรรมชาต)

1-20

ฉนวนกนไฟฟา สารพวกไมเปนตวน าไฟฟา เชน สารตวเตมพวกแรธาต น ามน ไฮโดรคารบอน

5-50

กนไฟฟาสถต สารกนไฟฟาสถต เชน พวกเอสเทอรทมขว เขมาด า 0.1-2.0, 1-5 ตวน าไฟฟา สารตวน าไฟฟา เชน เขมาด า อนภาคโลหะและเกลอ

โลหะ 10-50

ปองกนแบคทเรย สารปองกนเชอรา เชน สารพวก Chlorinated phenol 0.5-5.0 ทมา : หนวยเทคโนโลยยาง (2552)

2.2.1 สารท าใหยางคงรป (Vulcanizing agent ) สารทท าใหยางสกเปนสารเคมทส าคญในการเพมสมบตทางกายภาพใหแกสนคาทผลต

โดยผานกระบวนการวลคาไนเซชน (Vulcanization) ซงสมบตทางกายภาพของยางทเพมขนนนเกดจากการเชอมโยง (Crosslink) ของโมเลกลของยางขน ถาปราศจากสารเคมทท าใหยางสกแลว การเชอมโยงของโมเลกลของยางจะเกดขนไมไดเลย และยางคงรปจะมสมบตอยางไรนนขนอยกบชนดการเชอมโยงโมเลกลของยาง และจ านวนทเกดการเชอมโยง ซงการเชอมโยงนจะขนอยกบ ชนดและปรมาณของสารทท าใหยางสก โดยทวไปการเพมปรมาณสารทท าใหยางสกจะเปนการเพม

23

ความเชอมโยงของโมเลกลยางดวย โดยท าใหสมบตของยางมความยดหยน ความแขง และความตานทานการเปลยนรป (Modulus) เพมมากขนดวย แตการยดของยางจนขาด (Elongation at break) และระดบการบวม (Degree of swelling) ของยางจะลดลง (พรพรรณ นธอทย, 2528)

สารท าใหยางคงรปแบงเปน 2 ระบบใหญๆ ไดแก ระบบทใชก ามะถน (Sulphur) นยมใชในยางธรรมชาตและยางสงเคราะหสวนใหญทมพนธะคในโมเลกลสง และระบบทใชเปอรออกไซด (Peroxide) ซงนยมใชในยางทมปรมาณพนธะคในโมเลกลต า

2.2.1.1 ระบบเปอรออกไซด (Peroxide system) ระบบนสามารถใชในการท าใหยางเกอบทกชนดคงรปโดยเฉพาะยางสงเคราะหท

ไมมหรอมปรมาณพนธะคในโมเลกลต า ยางทคงรปดวยระบบนจะมสมบตเชงกลทไมดนก ตนทนสงกวาระบบการคงรปดวยก ามะถน และยางคงภาพทไดมกมกลนของ Aetophenone ซงเปนผลพลอยได จากการท าปฏกรยาวลคาไนเซชน แตยางจะมความทนทานตอความรอนสง

2.2.1.2 ระบบยางคงรปโดยก ามะถน (Sulphur vulcanization system) เปนระบบทเหมาะส าหรบการท าใหยางทมปรมาณพนธะคในโมเลกลสงคงรป

เชน ยางธรรมชาตหรอยาง SBR เพราะพนธะคคอบรเวณทเกดปฏกรยาวลคาไนเซชนดวยก ามะถน การท าใหยางคงรปดวยก ามะถนจะท าใหยางทไดมสมบตเชงกลทด แตมความทนทานตอความรอนต า ซงในงานวจยนจะใชระบบยางคงรปโดยก ามะถน โดยก ามะถนเปนสารท าใหยางคงรปทนยมใชกนมากทสดส าหรบยางธรรมชาต สวนยางสงเคราะหอนๆกใชสารทท าใหยางคงรปแตกตางกนตามชนดของยาง การท าใหยางคงรป เปนกระบวนการเปลยนแปลงยางซงอยในสภาพไมคงตว ใหเปนยางทสามารถรกษารปทรงไวไดในลกษณะยดหยนหรอแขงกระดาง โดยการใชสารทท าใหยางคงรป ซงเปนสารทท าใหเกดการเชอมโยงโมเลกลตรงต าแหนงทวองไวตอปฏกรยา การท าใหยางคงรปจะท าใหเกดการเปลยนแปลงส าคญ 4 ประการคอ

1.) ยางเปลยนโครงสรางแบบเชงเสนเปนแบบรางแห ท าใหยางเปลยนสภาพจากพลาสตกเปนอลาสตกทมความแขงแรงมากขน

2.) ท าใหผลตภณฑไมละลายในตวท าละลายอนทรยหลายๆชนด 3.) ท าใหสมบตเชงกลเชนสมบตการทนแรงดง ความตานทานการขดถและความ

ตานทานการฉกขาดเพมขน 4.) มความตานทานความรอน แสงเพมขน สามารถใชงานไดในอณหภมกวางขน

2.2.2 สารเรงใหยางคงรป (Accelerator) สารตวเรง คอ สารทชวยใหปฏกรยาการวลคาไนซของยางเกดเรวขนจากเดม ชนดของสาร

24

เรง ใหยางคงรป เชนเมอใชยางและก ามะถน จะใชเวลาการวลคาไนซนานถง 6 ชวโมง แตเมอมสารตวเรงจะใชเวลาสนลงเพยง 10-30 นาทเปนตน (พรพรรณ นธอทย, 2528) สารทใชตวเรงใน ยางมมากมายหลายชนด จนกระทงตองมการจดหมวดหมขน

โดยมล าดบการเรยงจากเรวไปชาดงน แซนแตท > ไดไธโอคารบาเมต > ไธยแรม > ไธโอโซล > ซลฟนาไมด > กวนดน

สารตวเรงทนยมใชและมการผลตเปนจ านวนมาก คอ สารตวเรงในหมไธโอโซล และ ซลฟนาไมด จะท าใหยางคงรปเรว มความปลอดภยในกระบวนการผลต มความวองไวสง ละลายไดดในยาง สวนไธโอโซลเปนสารตวเรงทท าใหยางทนทานตอการถกออกซไดซโดยความรอนเมอตงทงไว แตอยางไรกตาม การเลอกใชสารเรงในการท าเปนผลตภณฑยางหนงๆ นนเรามเกณฑทจะเลอกสารตวเรงอยางกวาง ๆดงน

1.) เลอกตามกระบวนการผลต 2.) เลอกตามสมบตผลตภณฑ 3.) เลอกตามการปรบอตราการคงรป

2.2.3 สารกระตนสารเรง (Activator) สารกระตน คอ สารทชวยเสรมใหสารตวเรงท างานมประสทธภาพสงขน สารกระตนอาจ

เปนสารอนทรยหรอสารอนนทรย สารอนนทรยเปนสารกระตนทส าคญและนยมใช คอ ซงคออกไซด สารกระตนทเปนสารอนทรยทส าคญคอพวกกรดไขมน เชน กรดสเตยรก สารกระตนมสมบตทส าคญ คอ เมอใสเขาไปในยางปรมาณเลกนอยจะท าใหยางคงรปเรวขนและมสมบตดขนและบางครงถาไมมสารกระตนกจะมการคงรปเกดขน ชนดของสารกระตนมดงน

1.) สารกระตนทเปนสารอนนทรย (Inorganic compounds) สวนใหญเปนสารพวก ออกไซดของโลหะ เชน ออกไซดของสงกะส (Zinc oxide) ออกไซดของแมกนเซยม (Magnesium oxide) อลคาไลดคารบอเนต (Alkali carbonate) และไฮดรอกไซด (Hydroxide) ออกไซดของสงกะสเปนสารกระตนการเรงปฎกรยาทนยมใชกนมากทสด สารกระตนเรงปฎกรยาพวกอนนทรยจะใชผสมในยาง 2-5 phr

2.) สารกระตนทเปนสารอนทรย (Organic acid) มกใชรวมกบออกไซดของโลหะซงมกเปนกรดทมน าหนกโมเลกลคอนขางสง เชน Stearic, Oleic, Palmitic, Myristic, น ามนจากปาลม โดยปรมาณทใชผสมอยในชวง 1-3 phr

3.) สารประกอบอลคาไลด (Alkaline substance) ซงสารประกอบอลคาไลดนจะเพมความเปนกรดดาง (pH) ของสารประกอบยาง เชนสารประกอบพวกแอมโมเนย (Ammonia) เอมน

25

(Amine) เกลอของเอมนกบกรดออน และบางครงอาจจะใชยางทเหลอใชแลว (Reclaimed rubber) ส าหรบปรมาณทใชไมไดก าหนดทแนนอนขนอยกบความตองการของผผลต

2.2.4 สารแอนตออกซแดนท (Antioxidant) เนองจากโครงสรางโมเลกลของยางทวไป โดยเฉพาะยางธรรมชาตและยางสงเคราะหสวน

ใหญจะมพนธะคอยคอนขางมาก ดงนนยางจงมสภาพทออนแอตอการถกปจจยตางๆ เชน โอโซน แสงแดด ออกซเจนท าลายใหเสอมสภาพการเตมสารปองกนการเสอมสภาพจงเปนสงทจ าเปนเพอยดอายการใชงานของผลตภณฑ ตวอยางของสารในกลมปองกนยางเสอมสภาพ ไดแก IPPD (N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine), TMQ (2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline, polymerized) และ BHT (2,6-Di-tert.Butyl (-p-cresol)) เปนตน เนองจากยางเปนสารอนทรยทเสอมสลายไดเมอตงทงไวหรอขณะใชงาน การเสอมสลายของยางนเรยกวา “Degradation” กระบวนการเสอมสภาพของยางสามารถแบงยอยออกไดเปน 6 แบบดงน (พรพรรณ นธอทย, 2528)

1.) เสอมสลายเนองจากตงทงไวนาน 2.) ถกออกซไดสเนองจากการกระตนของโลหะแคตตาไลส 3.) เสอมสลายเนองจากความรอน 4.) เสอมสลายเนองจากแสง 5.) เสอมสลายเนองจากการหกงอไปมา 6.) เกดรอยแตกเนองจากบรรยากาศ

2.2.5 สารตวเตม (filler) สารตวเตมเปนสารทใชผสมกบยางเพอชวยเสรมแรง (Reinforcement) ใหผลตภณฑยาง

หรอ เพอชวยลดตนทนการผลต สารตวเตมทชวยเสรมแรงจะเรยกวา สารเสรมแรง (Reinforcing filler) ซงจะเปนสารทมขนาดอนภาคทเลกมาก (มพนทผวสง) ไดแก ผงเขมาด า (Carbon black) เกรดตางๆ และผงเขมาขาวหรอ ซลกา เปนตน สวนสารตวเตมทไมชวยเสรมแรง (Inert filler or non-reinforcing filler) แตนยมใชเพอลดตนทนการผลต ไดแก ผงดนขาว (China clay) แคลเซยมคารบอเนต ผงเขมาด า (Carbon black) เปนตน และสามารถจ าแนกคณสมบตของแตละตวไดดงน

- ผงดนขาว (China clay) หรอเคลยเปนสารอนนทรยทมลกษณะเปนผงสขาว มขนาดอนภาคเลกในระดบไมโครเมตร ภายใตสภาวะทวไปเคลยมคาความถวงจ าเพาะประมาณ 2.6 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร แตเนองจากเคลยสามารถดดซมน าหรอดดความชนจากสงแวดลอมไดด ดงนนคาความถวงจ าเพาะของเคลยจงเปลยนแปลงไดงายตามระดบการดดซมน า กลาวคอเคลยทดด

26

ซมน าไวมากจะมคาความถวงจ าเพาะทต ากวาเคลยทดดซมน าไวนอย เมอน าเคลยไปผสมกบน า เคลยจะมลกษณะคลายพลาสตกทสามารถน าไปขนรปดวยแมพมพได

- แคลเซยมคารบอเนต (Calcium carbonate) เปนสารอนนทรยทมขว ท าใหการผสมเขากบยางปกต ซงไมมขว กระท าไดยาก จงท าใหตองใชพลงงานในการผสมสง และสารตวเตมกจะกระจายไดไมดในยางท าใหสมบตของยางตกลง และเนองจากแคลเซยมคารบอเนต สามารถเกดการ aggromerate รวมตวกนเปนกอนทมขนาดใหญขนไดงาย ท าใหเมอน าไปใชในยาง จะท าใหสมบตของยางตกลง และตองใชพลงงานในการผสมสงขนเมอน ามาเปนสารตวเตม สวนมากวสดเตมพวกอนนทรย เตมลงไปในน ายาง มวตถประสงคเพอใหผลตภณฑแขง แตไมเพมสมบตดานความทนแรงดงหรอทนตอการฉกขาด (ทมา: http://www.stkc.go.th/stportalDocument/stportal_1116483224.doc)

- เขมาด า (Carbon black) เปนสารตวเตมเสรมแรงทส าคญในอตสาหกรรมยาง โดยทวไปการเตมเขมาด าลงไปในยาง มจดประสงคหลกๆ ดงน - เพอเสรมแรงใหแกยาง ท าใหผลตภณฑยางมสมบตเชงกลตางๆ โดยเฉพาะความแขงโมดลส ความทนตอแรงดง ความทนตอการฉกขาด รวมถงความตานทานตอการขดถสงขน ดวยเหตนเขมาด าจงน าไปใชเปนสารตวเตมเสรมแรงในอตสาหกรรมการผลตยางลอ เปนเวลานานมาแลว อยางไรกตาม ปจจบนไดมความพยายามทจะน าระบบสารตวเตมผสมระหวางเขมาด าและซลกามาใชในการปรบปรงสมบตบางประการของยางลอ เ ชน ปรบลดความตานทานตอการหมน (Rolling resistance) ซงจะสงผลท าใหเกดการประหยดพลงงานทใชในระหวางการขบขมากขน - เพอปองกนผลตภณฑยางจากแสงแดด เพราะการเตมเขมาด าลงไปเพยงเลกนอยจะชวยปองกนยางจากการเสอมสภาพ อนเนองมาจากรงสอลตราไวโอเลต (UV) ไดแตกมขอเสยคอจะท าใหผลตภณฑยางทไดมสด าหรอสเทาเขม - เพอปรบสมบตทางไฟฟาหรอทางความรอนของยาง การเตมเขมาด าลงไปจะท าใหยางมคาการน าไฟฟาหรอการน าความรอนสงขน ขอบเขตของการปรบปรงสมบตดงกลาวขนอยกบทงชนดและปรมาณของเขมาด า ทงนเขมาด าเกรดทมขนาดอนภาคปฐมภมเลกและมโครงสรางสง เชน เขมาด าเกรดทน าไฟฟาได จะสงผลท าใหคาการน าไฟฟาหรอการน าความรอนของยางสงขนอยางรวดเรว

- เพอปรบปรงการตอบสนองตอคลนไมโครเวฟ เพราะการเตมเขมาด าลงไปในยางทมความเปนขวต าจะท าใหยางสามารถตอบสนองตอคลนไมโครเวฟไดดยงขน ยางจงรอนและเกดการวลคาไนซไดเรว สงผลท าใหผลตภาพการผลตสงขนและตนทนต าลง

27

- เพอลดตนทนในการผลต ทงนเพราะเขมาด ามราคาต ากวายาง ดงนนการเตมเขมา

ด าลงไปจงเปนการเจอจางเนอยาง ท าใหตนทนทางดานวสดตอหนวยลดลงได (ทมา: www.rubbercenter.org) สารตวเตม อาจจะแบงเปน 3 ชนดตามตามลกษณะดงน

1.) สารตวเตมทมลกษณะเปนเมด (Particulated filler) - สารตวเตมเสรมประสทธภาพ เชน เขมาด า - สารตวเตมไมเสรมประสทธภาพ เชน แคลเซยมคารบอเนต

2.) สารตวเตมทมลกษณะเปนเสนใย (Fibrous filler) เชน ใยฝาย ใยไม 3.) สารตวเตมทมลกษณะเปนเรซน (Resinous filler)

จดมงหมายของการใชสารตวเตมในยางมหลายประการ คอ 3.) เพอลดตนทน 4.) เพอเปลยนแปลงสมบตทางฟสกสของยาง 5.) เพอชวยในกระบวนการผลต 6.) เพอลดการพองตวของยางในน ามน 7.) เพอเพมการน าไฟฟา 8.) เพอเพมอายการใชงานของยาง

2.2.6 สารฟ (Blowing agent) (Daniel Klempner and Kurt C. Frisch,1991) สารฟคอสารเคมทใหกาซเกดขนหรอเปลยนสถานะเปนกาซ เมอไดรบความรอนหรอการ

เปลยนแปลงความดน ซงกาซทเกดขนจะเขาไปแทนทหรอแทรกตวอยในยาง ท าใหผวของยางเกดรพรนซงเรยกยางทมรพรนวายางโฟม (Expanded rubber) หรอยางเซลลลาร (Cellular rubber) ซงลกษณะการเกดรพรนภายในยางสามารถเกดได 2 ลกษณะ คอ

1.) ลกษณะการพรนทเชอมตอกน โดยมผนงหรออนภาคยางขวางกนไวเพยงบางสวน ท าใหอากาศสามารถไหลเวยนเขาออกได จะเรยกลกษณะรพรนแบบนวาแบบเปด (Opened cell) ดงรปท 2.2 (a)

2.) ลกษณะรพรนทไมเชอมตอกน โดยมผนงหรออนภาคยางขวางกนไวท าใหยางไหลเวยนผานเขาออกไมได จะเรยกรพรนแบบนวารพรนแบบปด (Closed cell) ดงรปท 2.2 (b)

28

รปท 2.2 แสดงการเปรยบเทยบลกษณะรพรนทเกดขนภายในยาง (a) รพรนเปด (b) รพรนปด (ทมา: Daniel Klempner and Kurt C. Frisch ,1991)

2.3 กระบวนการผลตผลตภณฑยาง (หนวยเทคโนโลยยาง, 2552) เนองจากยางดบมสมบตทไมเหมาะสมทจะน าไปใชผลตผลตภณฑไดโดยตรง จ าเปนตองมการผสมยางดบกบสารเคมตางๆ เพอปรบสมบตของยางใหไดตามความเหมาะสมกบสภาพการใชงานของผลตภณฑนนๆ และน ายางคอมพาวดทผสมไดไปผานกระบวนการคงรป (Vulcanization) ท าใหยางมโครงสรางโมเลกลแบบตาขาย 3 มต (3-D network) หรอทเรยกวาการเกด Crosslink ระหวางโมเลกลของยางโดยทวไป กระบวนการผลตผลตภณฑยางพอสรปไดดงรปท 2.3

29

ออกสตรยาง

ขนรป หรอท าใหยางคงรป

ตกแตง

การบดยางใหนม

ผสมยางกบสารเคม

รปท 2.3 แสดงกระบวนการผลตยาง (ทมา: หนวยเทคโนโลยยาง, 2552) 2.3.1 การออกสตรยาง

การออกสตรยางเปนสงทส าคญมากตอคณภาพและตนทนของผลตภณฑทได ผออกสตรยางจ าเปนตองมความรเกยวกบสมบตของยาง หนาทและความจ าเปนของการใชสารเคมผสมยาง รวมทงตองพจารณาถงราคาของสารเคมทจะใชวาเหมาะสมหรอคมกบการผลตผลตภณฑนนๆ เพราะตนทนการผลตกเปนสงส าคญทตองค านงถงเปนสงแรกส าหรบโรงงานอตสาหกรรมทวไปในการผลตผลตภณฑยาง

การออกสตรยางจะตองรสมบตของยางแตละชนดเปนอยางด กลาวคอตองรขอดและขอเสยของยางทจะน ามาใช เชน ยางธรรมชาตมขอดคอ มความแขงแรงของเนอยางลวน (Pure gum) ดมาก นนคอไมตองเตมสารเสรมแรงกสามารถใหความแขงแรงไดด ปจจบนไดมการน าเทคโนโลยการผสมยางธรรมชาตและยางสงเคราะหมาใช เพอใหไดผลตภณฑทมสมบตทดของยางแตละชนดและยงมผลตอการลดตนทนการผลตอกดวย โดยมสตรยางพนฐานดงแสดงในตารางท 2.2

30

ตารางท 2.2 สวนประกอบและปรมาณของยางและสารเคมตางๆในสตรยางพนฐาน สวนประกอบ ปรมาณ (phr) ยาง (ชนดเดยว หรอ 2 ชนดขนไป) (Rubber) 100 ก ามะถน (Sulphur) 2.5-3.5 สารกระตน (activator) 1-5 สารเรงใหยางคงรป (ชนดเดยว หรอ 2 ชนดขนไป) (Accelerator) 0.5-2.0 สารตวเตม (Filler) (ตามทตองการ) สารท าใหยางนม (Plasticizer, Peptizer) 5-10 สารปองกนยางเสอมสภาพ (Antidegradant) 1-2 (ทมา: หนวยเทคโนโลยยาง, 2552)

2.3.2 การบดยางใหนม (Mastication) เมอไดสตรทเหมาะสมแลว ขนตอนตอไปคอ การบดผสมสารเคมตางๆ ใหเขากบเนอยาง สมบตของยางทส าคญส าหรบการบดผสมคอความหนด (Viscosity) ถายางมความหนดสงจะท าใหการบดผสมเปนไปไดยากเนองจากสารเคมจะเขาผสมกบยางไดยากและจะใชพลงงานในการบดผสมสง ดวยเหตนกอนการใสสารเคมลงไปจงตองมการลดความหนดโดยการบดยางใหนม (Mastication) ซงภาษาชาวบานเรยกวา การตยาง

2.3.3 การผสมยางกบสารเคม (Mixing) 2.3.3.1 เครองมอทใชในการบดผสม

เครองมอทใชบดผสมยางโดยทวไปม 2 ระบบ คอ เครองบดผสมระบบปด (Internal mixer) เชน เครองนวด (Kneader) เครอง Banbury เปนตน และเครองบดผสมระบบเปด เชน เครองบดแบบ 2 ลกกลง (Two-roll mill)

- เครองบดผสมระบบปด (Internal mixer) เปนเครองบดผสมทมประสทธภาพสงในการบดผสมยาง สามารถบดผสมยางได ครงละปรมาณมาก ๆ ซงเครองบดผสมนสามารถบดยางใหนมไดรวดเรวกวาเครองบดผสมแบบระบบเปด แตความรวดเรวของการบดยางใหนมดวยเครองบดผสมระบบปดนนจ ากด กลาวคอ ตองเสยเวลาเตรยมชนยางปอนเขาเครอง ตลอดจนการขนยางทบดแลวออกจากเครอง ทงรปรางและความหนาแนนของกอนยางทจะบดใหนมในเครองบดระบบปดมผลตอการบดยาง ยางธรรมชาตทบรรจเปนกอน ๆ ละ ประมาณ 35 กโลกรม สามารถใสลงในเครองบดผสมระบบปด

31

ขนาดใหญไดโดยตรง ตวอยาง ของเครองระบบปดนคอเครองบด Banbury และ Shaw Intermix (พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห, 2550)

- เครองบดผสมระบบเปด (Two-roll mill) ประกอบดวยลกกลงท าดวยเหลกหลอ (Cast iron) ผวเรยบเรยบขนานกนในแนวนอน ลกกลงลกหนาจะมสกรส าหรบปรบชองระหวางลกกลงทงสองม Guide หรอ Check ส าหรบปรบปรมาณการใสยาง และทส าคญม Safety switch หรอ Safety bar ส าหรบปองกนอบตเหต ทอาจเกดขน และระบบตดตง Cast-iron "Breaker plates" ระหวางสกรส าหรบปรบชองระหวางลกกลงกบ Bearing housing ของลกกลง ซงจะท าใหชองระหวางลกกลงเปดออกเมอใชงานเกนก าลง (พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห, 2550)

2.3.3.2 ขนตอนการบดผสม (Mixing step) ในการบดผสมยางอยางมประสทธภาพและบดยางใหมความสม าเสมอในคณภาพ

นน ล าดบขนตอนการเตมสารเคมตางๆ ตองเปนไปตามขนตอนอยางถกตอง หลกการโดยทวไปคอ หลงจากการบดยางใหนมกจะเตมสารทบดใหกระจายในเนอยางไดยากกอน เชน ซงคออกไซด (ZnO) กรดสเตยรค (Stearic acid) ผงเขมาด า เพราะชวงนอณหภมในการบดยงต า และยางมความหนดสง แรงกระท าเชงกลจงมมาก จากนนจงเตมสารตวเตมทไมเสรมแรง สารอนๆ และน ามน สารทแนะน าใหเตมล าดบสดทาย คอ สารตวเรง ก ามะถน และสารปองกนยางเสอม ยางทไดหลงจากทผสมสารเคมตางๆ เรยบรอยแลวจะเรยกวา ยางคอมพาวด (Rubber compound) ล าดบการผสมยางโดยทวไปแสดงดงรปท 2.4

32

บดยางใหนม

เตม Zinc oxide, Stearic acid และAntidegradants

สารตวเตมอนๆ

น ามน

ก ามะถน

รดยางใหเปนแผน

*ยางธรรมชาตจะใชเวลานานกวายางสงเคราะหเพราะมความหนดสง

*ถาบด NBR ใหเตมก ามะถนในขนตอนน เพราะก ามะถนจะละลายและกระจายตวไดยากใน NBR

*จ าเปนในกรณทเตมสารตวเตมประเภทเสรมความแขงแรงในปรมาณมาก

*ควบคมไมใหอณหภมของการผสมสงเกนไป

*ปรบความหนาของแผนยางใหเหมาะสมส าหรบน าไปทดสอบขนรป

รปท 2.4 แสดงขนตอนการบดผสม (ทมา: หนวยเทคโนโลยยาง , 2552)

2.4 คณสมบตเชงกลของยาง 2.4.1 สมบตการรบแรงกด (Compression)

สมบตการรบแรงกดเปนสมบตเชงกลของวสดทมความส าคญมากทสดเพราะเปนสมบตทนยมใชในการก าหนดมาตรฐานหรอคณภาพของผลตภณฑ ซงในสภาวะการใชงานจรงนน ผลตภณฑยางสวนใหญชนงานมกไดรบแรงกดมากกวาแรงทเกดจากพฤตกรรมอน โดยเฉพาะผลตภณฑยางทใชงานจรงในเชงวศวกรรม เชน ยางรองคอสะพาน ยางรองฐานตก ยางลดการสนสะเทอน อปกรณรองสนเทา

33

0

0 0

L LL

L L

2

0

0

,4

F DA

A

0 1L L

1

0

1L

L

เปนตน ดวยเหตนสมบตการรบแรงกดจงเปนสมบตทมความส าคญตอการออกแบบหรอการใชงานของผลตภณฑดงกลาว

การค านวณหาคาความเคน (Stress, ) และคาความเครยด (Strain, ) สามารถค านวณไดจากสมการ 2.1 และ 2.2 ตามล าดบ เนองจากในระหวางการทดสอบพนทหนาตดของยางจะมคาไมคงท กลาวคอพนทหนาตดของยางจะเพมขนตามระยะทางทยางยบตว ดวยเหตนในการทดสอบสวนใหญจงนยมก าหนดใหพนทหนาตดของยางมคาคงทตลอดการทดสอบคอมคาเทากบคาพนทหนาตดตงตน

รปท 2.5 แสดงการผดรปของยางภายใตแรงกด (ทมา: เบญจพร, 2551)

การหาความสมพนธระหวางคาความเคนและอตราการยดตว (Stretch ratio) หรอความเคนและความเครยดภายใตแรงกดแกนเดยวดงรปท 2.5 สามารถหาไดดงสมการตอไปน ความเคนแรงกด (Compressive Stress) (2.1) ความเครยด (Strain) (2.2) (2.3) อตราการยดและหดตว (Stretch Ratio) (2.4)

34

2 3 0/A A (2.5) เมอ F คอ แรงกดซงมคาเปนลบ

0A คอ พนทหนาตดของชนงานทดสอบขณะทไมมแรงกระท า L คอความสงทเปลยนไป L คอความสงขณะรบแรงกด

0L คอความสงเดมของชนงานทดสอบ ขณะทไมมแรงการท า 1 , 2 , 3 คออตราการยดและหดตวในแนวแกนใด ๆ ส าหรบการกด แรง F และ มคาเปนลบ ส าหรบกรณในการรบแรงแบบกดคาโมดลสกดซงบงบอกถงความสามารถในการตานทานตอการเปลยนแปลงรปราง สวนใหญจะนยมแสดงในรปของคาโมดลสแรงกด (Compressive Young’s modulus, E) คาโมดลสแรงกดเปนคาทไดจากความชนในชวงตนๆ ของกราฟความสมพนธระหวางความเคนกดและความเครยดกดตามกฎของฮก (Hook’s Law) ดงรปท 2.6 โดยปกตะใชคาความเครยดในชวง 20-50% ตามมาตราฐาน ASTM 575-91 ซงหาคาโมดลสยดหยน (Modulus of Elasticity) หรอคาโมดลสของยง (Young’s modulus, E) ไดดงสมการท 2.6 ซงคายงโมดลสใชแสดงความสามารถในการตานทานตอการเปลยนแปลงรปรางของยางไดเฉพาะในชวงความเครยดต าๆเทานน (เฉพาะในชวงทความสมพนธระหวางความเคนแรงกดและความเครยดแรงกดยงคงเปนเสนตรง) เนองจากคาโมดลสจะสะทอนใหเหนถงความสามารถในการตานทานตอการเปลยนแปลงรปรางของยาง ดงนนจงนยมใชคาโมดลสของยางในการบงชสมบตความแขงแรง และระดบของการเชอมโยงของยาง โดยทวไปคาโมดลสของยางจะอยในชวง 1-13 MPa ขนอยกบสตรของการผสมสารเคม (ทมา: อาทตย สวสดรกษา, 2552)

35

E

รปท 2.6 กราฟความสมพนธระหวางความเคนกดและความเครยดกด

E, Young Modulus (2.6)

สมบตการรบแรงกดเปนสมบตเชงกลของวสดทใชในการทดสอบส าหรบเปรยบเทยบความแขงตงของการกด (Compressive stiffness) ของยางสตรตางๆ นกเทคโนโลยยางจงนยมใชการทดสอบนในการพฒนาสตรเคมยางส าหรบการผลตผลตภณฑยางทตองรบแรงกดในระหวางการใชงาน วธการวดความสมพนธระหวางความเคนและความเครยดเมอยางไดรบการกดแบบสถต (Static compression) ไดระบไวในมาตรฐาน ASTM D575 เครองมอทใชในการทดสอบคอ เครองทดสอบสมบตวสดเอนกประสงค (Universal Testing Machine) ซงมาตรฐาน ASTM ไดแบงการทดสอบออกเปน 2 แบบคอ 1.) แบบ A: การทดสอบทก าหนดขนาดของการเปลยนแปลงรปราง (Compression test of specified deflection) ในกรณน ผทดสอบจะท าการวดแรงทใชในการกดเพอท าใหชนทดสอบเกดการเปลยนแปลงรปราง )ยบตว (ตามระยะทก าหนด 2.) แบบ B: การทดสอบทก าหนดแรงกด (Compression test of specified force) ในกรณน ผทดสอบจะท าการวดขนาดของการเปลยนแปลงรปรางหรอวดแรงกด เมอชนทดสอบไดรบแรงกดตามคาทก าหนด (พงษธร, 2550)

36

2.4.2 สมบตฮสเทอรสส (Hysteresis) สมบตฮสเทอรสส คอพลงงานทสะสมอยภายในเนอของวสดอนเปนสาเหตมาจากวสดนนๆปลอยพลงงานทรบไวกลบออกมาไมหมดอาจเปลยนเปนพลงงานความรอน (Thermal energy) หรอพลงงานในรปอนๆออกมาแทน ซงการสญเสยของพลงงานเกดจากการทความเคนและความเครยดไมด าเนนไปพรอมกน 7.2 ดงรปท (ดดแปลงจาก วสดวศวกรรมและอตสาหกรรม, เลก สคง) กราฟเสนท 1 คอกราฟแสดงความสมพนธระหวางความเคนและความเครยดการรบแรงกดพนทใตกราฟแสดงพลงงานความเครยดทเกดขนทงหมดในเนอวสด (พนท A รวมกบพนท B) กราฟเสนท 2 คอกราฟแสดงความสมพนธระหวางความเคนและความเครยดในสภาวะปลดภาระ โดยความสมพนธระหวางความเคนและความเครยดทเกดขนด าเนนไปไมพรอมกนจงท าใหเกดวงรอบฮสเทอรสส (พนท A) ซงเปนพลงงานทสะสมหรอตกคางอยภายในเนอวสดท าใหวสดมสมบตทตางกน เชน การกระจายแรงภายในเนอวสด การเกดความรอนสะสมในเนอยาง การรบแรงกระแทก เปนตน

รปท 2.7 วงรอบฮสเทอรสส (Hyteresis loop)

37

E E E Eout generate storagein

2.4.3 ความรอนทเกดขนในยาง (Heat generate) สมบตพลวตเชงกล (Dynamic Mechanical Property)

สมบตพลวตเชงกล หมายถง การวดการตอบสนองแบบมคาบของความเคน (Stress) หรอความเครยด (Strain) นนเอง หรอกลาวอกอยางหนงคอ การวดการผดรปของวตถทเกดจากการกระท าแบบมคาบของแรง ถาแรงทกระท าท าใหเกดการผดรปไมมาก เชน กระท าใหยางผดรปคาหนงแบบมคาบ ยางจะมความเคนกระท าตอบสนองแบบมคาบเชนเดยวกน ดวยความถทเทากน แตกตางกนเฉพาะเฟสเทานน ดงรปท 2.7 เมอลอยางถกใชงานในเชงพลวต (Dynamics) จะท าใหเกดพลงงานความเครยดขน และพลงงานความเครยดกจะท าใหเนอยางสญเสยพลงงานไปตอหนงรอบของการเปลยนแปลงรป หรอเปลยนไปเปนฮสเตอรซส ซงจะท าใหเกดความรอนขน สามารถเขยนเปนสมการไดดงน

(2.7) เมอ

inE คอ การน าความรอนเขาในยางหนงหนวย

outE คอ การน าความรอนออกจากยางหนงหนวย

generateE คอ ความรอนทเกดขนและพลงงานถกเกบไวในรปของวงจรฮสเตอรซส

storageE คอ พลงงานทถกเกบไวในยางหนงหนวย 2.5 ความแขงของยาง (Hardness) ความแขงของยาง หมายถงความตานทานของพนผวตอการทะลทะลวงของตวกดทมขนาดเฉพาะและภายใตแรงกดทก าหนด ความแขงของยางสามารถวดไดโดยการใชแรงกดเขม หรอ ลกโลหะกลมลงบนผวยางและวดรอยการยบตว เครองวดความแขงของยางมหลายชนดแตกตางกน ขนอยกบชนดของตวกดและแรงทใชกดลงบนพนผว สเกลทใชวดจะเรมตงแต 0 )ส าหรบยางทออนมาก ๆ (จนถง 100 (ส าหรบยางทแขงมากๆ) แรงทใชกดอาจมาจากน าหนกทคงทหรออาจใชสปรงแทนกได หนวยทใชส าหรบวดความแขงของยางมอย 2 หนวยคอ IRHD (International rubber hardness degrees) และชอร (Shore unit) ซงการวดความแขงในหนวย IRHD นนจะใชลกกลมแขงแทนตวกดและแรงกด

38

จะมาจากน าหนกทคงท สวนเครองวดความแขงทใหหนวยชอรนนเรยกวาเครองดโรเครองดโรมเตอร (Durometer) ซงมหลายแบบ ตามแตงานทใช เชน - เครองดโรมเตอรแบบชอรเอ (Shore A) ใชส าหรบวดความแขงของยางทออน มาก ๆ จนถงยางทมความแขงคอนขางมาก - เครองดโรมเตอรแบบชอรบ (Shore B) ใชส าหรบยางแขง เชน ยางลกกลง พมพดด - เครองดโรมเตอรแบบชอรซ (Shore C) ใชส าหรบยางและพลาสตกแขงปานกลาง - เครองดโรมเตอรแบบชอรด (Shore D) ใชส าหรบวดความแขงของยางทแขงมากๆ (มากกวา 90 ชอรเอ) ตวกดของเครองดโรมเตอรแบบชอรดจะเปนแทงรปโคนทแหลม ดงรปท 2.8 - เครองดโรมเตอรแบบชอรโอ (Shore O) ใชส าหรบยางนมพเศษ เชน ยางลกกลง โรงพมพ - เครองดโรมเตอรแบบชอรโอโอ (Shore OO) ใชส าหรบยางฟองน าทนมมากๆ

รปท 2.8 ชนทดสอบและหวกดแบบตางๆ ส าหรบการวดคาความแขง

(ทมา: คมอปฏบตการเทคโนโลยยาง II, 2534) การวดคาความแขงของยางในมาตรฐานสากล ISO ไดก าหนดวธการวดไว 3 มาตรฐาน คอ ISO 48-1979 ส าหรบยางแขงปกต ISO 1400-1975 ส าหรบยางนม ISO 1818-1975 ส าหรบยางแขงพเศษ

6 มลลเมตร

25 มลลเมตร

39

รปท 2.9 ขอบเขตของยางแขง-ยางนม ตามมาตรฐานสากล (ทมา: คมอปฏบตการเทคโนโลยยาง II, 2534)

2.6 วธการขนรปโฟมยางจากธรรมชาต (Natural Rubber Foam) โฟมยางทท าจากยางธรรมชาต สามารถขนรปได 2 วธ ดงนคอ

1.) การขนรปจากน ายาง 2.) การขนรปจากยางแหง

1.) การขนรปจากน ายาง ซงโฟมยางทขนรปจากน ายางหรอทเรยกวาลาเทกซโฟม (Latex foam) คอโฟมทท าจากน ายางธรรมชาต หรอ ลาเทกซ (Latex) เปนวสดซงมลกษณะเปนรพรน ดงรปท 12 ระบายอากาศออกไดและสามารถกดหรอบดไดโดยไมเสยรปรางถาวร มความยดหยนสง ในปจจบนนมการน าไปผลต ผลตภณฑ จ าพวกวสดรองกนกระแทก หมอน ฟก บางครงกท าการผสมดวยลาเทกซสงเคราะห เพอเพมความทนทาน ความสบายและความยดหยน ในปจจบนไดมการพฒนาเมมโมรโฟม (Memory foam) หรอโฟมทมสมบตยดหยนหนด ซงมความกระเดงกระดอนนอย (Low resilience) หรอเกดการยบตวตามรปทรง (Profile) ของวตถทมากดทบ เมอเกดการยบตวของเซลลโดยน าหนกของวตถทมากระท าจะท าใหเกดการยบตวโดยไมคนรปทนททนใด ท าใหลดความดนบรเวณนนได และเชนเดยวกนเมอบรเวณใดมความรอนกระท า ท าใหเซลลออนตว หรอแมกระทงเปดออกท าใหรสกสบายแบบเดยวกนกบกรณมน าหนกมากระท า

การผลตโฟมยางหรอยางฟองน าเปนผลตภณฑทเตรยมจากยางธรรมชาต มลกษณะเปนรพรนสวนใหญใชท าเปนผลตภณฑจ าพวก เบาะนง ทนอน หมอน สอการสอน ตกตา และของช ารวยตางๆ เชน พวงกญแจ หลกการส าคญของการผลตยางฟองน าคอการท าใหน ายางเกดฟองของอากาศหรอของแกสตางๆ แลวท าใหฟองยางคงรปหรอการวลคาไนซดวยสารเคมและความรอน

การปรบคาความตานทานการเปลยนรป (Stiffness) ของฟองยางสามารถท าไดดวยการเตมสาร

40

ตวเตมตางๆเชน Clay, CaCO3, Silica, C-black ในปรมาณทเหมาะสม ซงการเตมในปรมาณทมากเกนไปสงผลใหความยดหยนลดลงและยบตวถาวรได นอกจากนแลวยงสามารถปรบคา Stiffness ไดดวยการปรบปรมาณก ามะถนและ DPG 2.) โฟมยางทขนรปจากยางแหง โฟมยางชนดนสามารถท าไดจากยางคอมปาวด (Rubber compound) ทมการเตมสารเคมและสารตวเตมลงไปในยางดงแสดงในตารางท 2.3 ท าใหดดแปลงสมบตตามทตองการไดแลวน าไปวลคาไนซดวยความรอน จะท าใหยางธรรมชาตคงรปมากขน เนองจากเกดการเชอมขวางระหวางโมเลกลหรอโซของ ตารางท 2.3 แสดงสตรทวไปทใชในการท ายางคงรปจากยางแหง

สารเคม น าหนกแหง (*phr) Natural Rubber 100

Zinc oxide 5

Stearic acid 2 Sulfur 3

Accelerators variable Fillers, antioxidant, etc. variable

Rolling agent (Clay,CaCo3) variable Blowing agent variable

*phr (part per hundred rubber)

41

บทท 1 บทท 3

วสดอปกรณและวธการวจย

บทนจะกลาวถงวสดและอปกรณทเกยวของกบงานวจย ซงจะมวตถดบหลกคอยางธรรมชาตชนดยางแหง และมสารเคมตางๆเพอน ามาอดขนรป โดยวธการขนรปนนจะใชวธการวลคาไนเซซน ซงสารเคมทใชจะประกอบไปดวย สารตวเรงปฎกรยา สารตวเตม สารฟ (Blowing agent) และสารท าใหยางคงรป นอกจากนยงมเครองมอและอปกรณทใชในการอดขนรป โดยจะอยในรปของแมพมพตางๆ เพอน าชนงานทไดไปท าการทดสอบ และหาคาคณสมบตทเหมาะสมกบอปกรณเสรมลอยางลม ซงอปกรณเสรมลอยางลมนน มขนตอนและกระบวนการตางๆ โดยกระบวนการดงกลาวนนมการศกษาตวแปรและองคประกอบหลกๆคอ การศกษาการขนรปอปกรณเสรมลอยางลมทท ามาจากโฟมยางธรรมชาต เรมตนจากการเตรยมวสด และปรบปรงสตรยาง ซงจะท ายางกลายเปนโฟมยางโดยการเตมสารฟ ตอจากนนเพมคณสมบตของอปกรณเสรมลอยางลมใหมความแขง สามารถรบน าหนกไดดโดยการเตมสารตวเตมลงไป ไดแก ผงเขมาด า เคลยและแคลเซยมคารบอเนต

การอดขนรปอปกรณเสรมลอยางลม ศกษาการเกดปญหาของการพองตวเมอเตมสารฟ และการไหลของโฟมยาง วธการอดขนรปยาง การปรบแตงแมพมพ เพอทจะใหชนงานนนมผวและไดขนาดตามทตองการ เมอไดชนงานตามตองการแลวกจะตองน ามาตดตงเขากบกระทะลอและลอยางลม โดยมขนตอนการตดตง ซงรายละเอยดและขนตอนการผสมยาง การอดขนรปยาง และการตดตง รวมไปถงการสรางอปกรณจบยดเขากบเครองทดสอบ และวธการน าลอยางประกอบเขากบกระทะลอและยางลม เพอทจะน าไปทดสอบตามวธและขนตอนในการวจย

42

3.1 วสดอปกรณทใชในงานวจย 3.1.1.วตถดบและสารเคม 1). ยางธรรมชาตชนดยางแผนรมควนชน 3 (Rubber Smoke Sheet 3) ซงในปจจบนยางแผนรมควนชน 3 เป นเกรดทไทยผลตได มากทสดกว าร อยละ 80 ของผลผลตยางแผนรมควนทงหมด จดซอจากตลาดกลางยางพารา อ.หาดใหญ จ.สงขลา ซงราคาจะปรบเปลยนและอางองตามตลาดกลางยางพารา โดยมาตรฐานของยางแผนรมควนชน 3 มลกษณะดงน 1.1) มราสนมไดเลกนอย หรอมราแหงทแผนยางทใชหอแตไมเกน 10 % ของตวอยางทตรวจ 1.2) คณสมบตของแผนยาง - แหง เนอแขง - ไมมกรวดทราย - ไมมสงปนเปอน ต าหนทยอมรบได - มรอยดางเลกนอย มจดด า ของเปลอกไมเลกนอย - มฟองอากาศขนาดเลก 1.3) ต าหนทยอมรบไมได - ยางเหนยวเยม ยางเนอออน - ยางแกไฟ ยางไหม - ยางออนรมควน ยางแกรมควน - ยางทบ (ขอมลจากตราดกลางยางพารา อ.หาดใหญ จ.สงขลา, 2555) 2).ชนดสารเคมทใช - ซงคออกไซด (Zinc oxide, ZnO) ท าหนาทเปนสารกระตนปฏกรยาวลคาไนซ (Activator) จาก หางหนสวนกจไพบลยเคม จ ากด - กรดสเตยรค (Stearic acid) ท าหนาทเปนสารกระตน (Activator) เปนสารชวยบดยอยยาง เพอใหยางมความนมขน จากบรษท พอลเมอรอนโนเวชน จ ากด - สารปองกนยางเสอมสภาพ (Antidegradant) ใช Wingstay L ท าหนาทปองกนปฏกรยาทเกดจากพนธะคของยางกบออกซเจน จากบรษท พอลเมอรอนโนเวชน จ ากด - เมอรแคปเบนโซไทอะโซล (2-Mercaptobenzothiazole, MBT) ท าหนาทเปนสารตวเรงปฏกรยา จากบรษท พอลเมอรอนโนเวชน จ ากด

43

- ก ามะถน (Sulphur, S) ท าหนาทเปนสารวลคาไนซ (Vulcanizing agent) จาก หางหนสวนกจไพบลยเคม จ ากด

- สารฟ (Blowing agent) ไดไนโตรโซเพนธาเมทาลนเตตระไมน (Dinitroso pentamethylene tetramine) และ เอโซไดคารโบนาไมด (Azodicarbonamide) มาจากบรษท เอ เอฟ กดรช เคมเคลส จ ากด

- สารเรงใหยางคงรป ไดแก เอน ไซโครเฮกซลทเบนโซเทยซล ซลเพนา ไมด (N-Cyclohexyl-2-Benzothiazolesulfenamide) และไดฟว กวเอไนไดน (Diphenyl Guanidine) มาจากหางหนสวนกจไพบลยเคม จ ากด

- สารตวเตม ไดแก ผงดนขาว (China clay) มาจากหางหนสวนกจไพบลยเคม จ ากด ผงหนปน (CaCO3) มาจากหางหนสวนกจไพบลยเคม จ ากด และผงเขมาด า (Carbon black) ชนด N330 มาจากหางหนสวนกจไพบลยเคม จ ากด 3.1.2 เครองมอและอปกรณใชในงานวจย 3.1.2.1 เครองบดผสมยาง 1). เครองบดผสมยางแบบลกกลงค (Two roll mill) ผลตโดยบรษท Yong Fong Machinery รน YFM 160B ขนาดเสนผานศนยกลาง 6 นว ความยาว 15 นว จ านวน 2 ลกกลง อตราเรวของลกกลงขางหนาตอลกกลงขางหลงเทากบ 1:1.22 ใชเปนเครองมอในการบดผสมและรดยางคอมปาวด ดงแสดงในรปท 3.1

รปท 3.1 แสดงเครองผสมยางแบบสองลกกลง

44

2). เครองบดผสมยางแบบปด (Kneader) ผลตโดยบรษท Yong Fong Machinery Co.,Ltd. รน YFM Dispersion mixers 3 L ขนาดหองผสมจ านวน 3 ลตร ปรมาณความจของยางสงสด 2-3 กโลกรม ความเรวของลกกลงหนา 33 เมตรตอนาท อตราสวนความเรวรอบลกกลงหนาตอลกกลงหลง (Friction ratio) 1:1.2 ดงแสดงในรปท 3.2

รปท 3.2 แสดงเครองผสมยางแบบระบบปด (Kneader) 3.1.2.2 เครองอดขนรปยาง (Hot press machine) 1.) เครองอดขนรปยาง (Rubber compress machine) Model: SYR-20LL-1E บรษท ลอ (ประเทศไทย) จ ากด ดงแสดงในรปท 3.3

รปท 3.3 แสดงเครองอดยางคงรป (Hot press)

45

2). เครองอดขนรปยางแบบมน าหลอเยนไหลผาน จากกลมวจยวศวกรรมยางและพลาสตก ม.สงขลานครนทร ดงแสดงในรปท 3.4

รปท 3.4 แสดงเครองอดขนรปยางแบบมน าหลอเยนไหลผาน 3.1.2.3 แมพมพในการคงรปยาง 1). แมพมพทดสอบแรงกด (Compression test) เปนแมพมพส าหรบขนรปชนงานเปนรปทรงกระบอก เพอทดสอบสมบตการทนตอแรงกดและทดสอบคาความแขงตามมาตรฐาน ASTM D 575-91 โดยเสนผานศนยกลางขนาด 28.6 ± 0.1 mm หนา 12.5 ± 0.5 mm ดงแสดงในรปท 3.5

รปท 3.5 แสดงแมพมพทดสอบแรงกด (Compression test)

46

2). แมพมพทดสอบฮสเทอรซส ดงแสดงในรปท 3.6โดยชนงานทไดจะมลกษณะ เปนรปชนงานตวอยาง (Specimen) ตามมาตรฐาน ASTM D 623-99 ชนงานอยในรปของทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 17.78 0.10 mm สง 25.4 0.15 mm จากนนน าไปทดสอบดวยเครองทดสอบสมบตวสดเอนกประสงค น าขอมลทไดไปวเคราะหและหาคาวงฮสเทอรสส

รปท 3.6 แมพมพทดสอบฮสเทอรซส

3). แมพมพลอยางขนาดเลก จะไดชนงานทมลกษณะเปนวงลอ และมขนาด หนา 40 mm เสนผานศนยกลางวงนอก 165 mm และเสนผานศนยกลางวงใน 125 mm ดงแสดงในรปท 3.7

รปท 3.7 แสดงแมพมพอดลอยางตนขนาดเลก

47

4). แมพมพอปกรณเสรมลอยางลม ซงจะไดชนงานทมลกษณะเปน 1 สวน 3 ของวงลอ ท ามาจากเหลกชบแขงกลงและกดดวยเครอง CNC แบบ 5 Degree of Freedom มน าหนก 140 กโลกรม มขนาด 24.5 cm x 51 cm x17.8 cm ราคารวมภาษ 32,100 บาท จากหางหนสวนจ ากด กบบอส เอนจเนยรงดงแสดงในรปท 3.8

รปท 3.8 แสดงแมพมพอปกรณเสรมลอยางลม

3.1.2.4 อปกรณการวเคราะหและการทดสอบ 1). เครองทดสอบสมบตวสดเอนกประสงค (Universal testing machine) ผลตโดย Instron รน 8878 Load cell 25 kN โดยใชทดสอบหาคาความสมพนธของชนยางทดสอบ เพอหาความสมพนธระหวางความเคนและความเครยด และน าขอมลไปหาคาคณสมบตของวสด ดงแสดงในรปท 3.9

รปท 3.9 แสดงเครองทดสอบการกดและทดสอบฮสเทอรสสชนงานตวอยาง

48

2). เครองวดความแขงของพลาสตกและยาง (Hardness tester) ผลตโดยบรษท Zwick GmbH & Co. KG Roell รน 3100 ใชหาคาความแขงของยาง ดงแสดงในรปท 3.10

รปท 3.10 เครองวดความแขงของพลาสตกและยาง (Hardness tester)

3). เครองทดสอบหาเวลาวลคาไนซของยาง (Moving Die Rheometer MDR 2000) ผลตโดยบรษท Alpha Technologies Service Inc รน 36 AIG 2953 ใชหาเวลาวลคาไนซ (Cure time) ของยางคอมปาวด ดงแสดงในรปท 3.11

รปท 3.11 เครองทดสอบเวลาวลคาไนซของยาง (Moving Die Rheometer MDR 2000)

49

4). เครองวดอณหภมขนาดเลกแบบอนฟาเรต (Mini Thermocouple Infrared) ดงแสดงในรปท 3.12

รปท 3.12 แสดงเครองวดอณหภมขนาดเลกแบบอนฟาเรด 5). เครองทดสอบลอยางตนขนาดเลก มขนาดเสนผานศนยกลางของดรม 400 mm ความเรวสงสด 25 km/hr ทดสอบกบลอยางตนขนาดเลกโดยมขนาดเสนผานศนยกลางวงนอก 165 mm และวงใน 120 mm มความหนา 40 mm มระบบไฮดรอลกเปนตวกดน าหนก โดยระยะยบจะวดทความลก 40% ของความหนาลอยาง ดงแสดงในรปท 3.13

รปท 3.13 แสดงเครองทดสอบลอยางตนขนาดเลก

50

6). เครองทดสอบลอยางดวยถนนจ าลองแบบลกกลง (Test Drum) โดยมแรงอดกระท าตอลอยางและหมนไปตามความเรวทตองการทดสอบ ซงเหมอนการทดสอบการใชงานลอยางขณะรบภาระจรง ฐานของเครองทดสอบมลกษณะเปนกลองขนาด กวาง×ยาว×สง เทากบ 1250 × 2500 × 690 mm ท าจากเหลกแผนหนา 19 mm บนฐานตดตงประกอบดวยสวนทส าคญสองสวนไดแก สวนลกกลงและสวนตดตงลอทดสอบ สวนลกกลงประกอบดวย ลกกลงโลหะ ขนาดเสนผานศนยกลาง 89 cm โดยลกกลงตดกบเพลาเหลกขนาด 4 นว ดวยลมและยดดวยสเปนเซอรทงสองดาน เพอปองกนการลนตวในแนวแกนเพลาของลกกลง ปลายเพลาทงสองดานตดตงบนโรลเลอรแบรงและยดตดกบฐาน ปลายเพลาขางหนงตอกบเกยรทดเพอหมนลกกลงดงแสดงในรปท 3.14 ใชมอเตอรแบบ AC Motor Gear ขนาด 10 แรงมา ความเรวรอบสงสด 1450 รอบตอนาท ขบผานเกยรทดอตรา 1:10 ผานชดพเลสายพานไปยงลอขบ สามารถปรบความเรวรอบการหมนของดรมได (วระชย,2552)

รปท 3.14 เครองทดสอบลอยางตน

7). เครองวดความคงทนของยาง (Endurance) วดโดยใช Drum Test เปนเครองวด อายการใชงานยางลอแบบวง ดงแสดงในรปท 3.15 เครองทดสอบทใชเปนของบรษท KAYTON มเครองทดสอบทงหมด 3 รน ดงน 2.1 เครองส าหรบทดสอบยางรถจกรยานยนตและรถยนต รน DTM-350MS ดงแสดงในรปท มรายละเอยดตางๆ ของเครองดงน

- เครองทดสอบเปนแบบชนดการท างานในแนวตงสามารถ ทดสอบไดครงละ 2 ต าแหนง

- เครองทดสอบมความเรวในการใชงานท 35 ถง 350 km/hr

51

- เครองทดสอบมแรงทใชในการกดยางลอ 0.8 ถง 29 กโลนวตน - ขนาดยางลอทสามารถใชกบเครองทดสอบคอขนาด 12 นว ถง 24 นว (เสนผานศนยกลางภายนอก 350 ถง 700 mm และ ความกวาง 60 ถง 150 mm)

- ความแมนย าของความเรวเทากบ +0 ถง 2 km/hr (แสดงผลคาต าสดได 1 km/hr)

- ความแมนย าของแรงทใชกดยางลอเทากบ + 0.5% (แสดงผลคาต าสดได 0.1 kN)

- มระบบควบคมอณหภมภายในหองทดสอบยางลอโดยมการ ตดตงพด ลม และ ฮตเตอร ส าหรบควบคมอณหภมอตโนมตบรเวณ รอบๆ ยางลอททดสอบ (ทมาจากขอมล: ศนยวจยและพฒนาอสาหกรรมยางไทย ม.มหดล ศาลายา 2555)

รปท 3.15 เครองวดความคงทนของยาง (Endurance) วดโดยใช Drum Test 3.2 วธการผสมยางคอมปาวด 3.2.1 การผสมยางแบบมาสเตอรแบทซ เรมดวยการอนเครองโดยน ายางแหงหรอเศษยาง อยางนอย 1 กโลกรม ใสลงไปในเครองผสมยางระบบปดและบดเปนเวลา 15-20 นาท จนอณหภมภายในของหองผสมยางมอณหภม 80-82 องศาเซลเซยส จากนนน ายางแหงหรอเศษยางดงกลาวออกจากเครองผสมเพอน าไปลางเครองครงตอไป ตอมาน ายางแผนรมควนชน 3 จ านวน 60 phr ใสในเครองผสมยางแบบปด บด 2-4 นาท จนอณหภมของหองผสมยางภายในถง 80 องศาเซลเซยส จากนนใชผงเขมาด า จ านวน 40 phr โดยแบงผงเขมาด าออกเปน 2 สวน สวนละ 20 phr เทผงเขมาด า สวนแรก 20 phr เทลงในเครองผสม

52

ยางแบบปดและบด 4-6 นาท จนอณหภมภายในหองผสมอยท 80-82 องศาเซลเซยส จากนนเทผงเขมาด า สวนทสอง 20 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปดและบด 4-6 นาท จนอณหภมหองผสมเพมขนจนถง 80-82 องศาเซลเซยส และบดใหเนอยางกบผงเขมาด ารวมเปนเนอเดยวกน ในขนตอนการเทผงเขมาด าใหปดฝาครอบลงทกครงเพอไมใหผงเขมาด าฟงกระจาย จากขนตอนนจะไดยางผสมแบบมาสเตอรแบทช ทจะสามารถเกบไวไดนาน และน ามาบดผสมไดคราวละมากๆ กบสารเคมเพอประหยดพลงงานและเวลาในการบดแตละครง แลวจงน ามาบดเปนยางคอมปาวด 2 สวนดงน

3.2.1.1 การท ายางคอมปาวดชนใน ใสยางผสมแบบมาสเตอรแบทชจ านวน 100 phr ลงในเครองผสมยางแบบปด บดจนไดอณหภม 80-82 องศาเซลเซยส โดยทยางคอมปาวดจะมลกษณะจบตวเปนกอน จากนนเตมสารซงคออกไซด จ านวน 4 phr ใสลงไปในเครองผสมยางแบบปด และบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 75-80 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารสเตยรก แอซด จ านวน 2 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปด และบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-83 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารฟ ชนดเอโซไดคารโบนาไมด จ านวน 1-5 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปด และบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-80 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารเอน ไซโครเฮกซลทเบนโซเทยซล ซลเพนาไมด จ านวน 1.5 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปดและบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-80 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารไดฟว กวเอไนไดน จ านวน 0.5 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปดและบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-80 องศาเซลเซยส ตอไปเตมไชนาเคลย จ านวน 5-15 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปดและบด 5-10 นาท จนไดอณหภม 75-80 องศาเซลเซยส แลวน ายางทบดผสมกบสารเคมดงกลาวออกจากเครองผสมยางแบบระบบปด สดทายเตมสารซลเฟอร จ านวน 2.5 phr น ามาผสมในเครองผสมยางแบบสองลกกลงและบด 1-3 นาท แลวน ายางตงทงไวทอณหภมหอง 24 ชวโมง โดยยางทผสมกบสารเคมดงกลาวจะไดยางคอมปาวดชนใน

3.2.1.2 การท ายางคอมปาวดชนนอก ใสยางผสมแบบมาสเตอรแบทชจ านวน 100 phr ลงในเครองผสมยางแบบปด บด

จนไดอณหภม 80-82 องศาเซลเซยส โดยทยางคอมปาวดจะมลกษณะจบตวเปนกอน จากนนเตมสารซงคออกไซด จ านวน 4 phr ใสลงไปในเครองผสมยางแบบปด และบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 75-80 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารสเตยรก แอซด จ านวน 2 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปด และบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-83 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารเอนไซโครเฮกซลทเบนโซเทยซล ซลเพนาไมด จ านวน 1.5 phr เทลงในเครองผสมยางแบบปดและบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-80 องศาเซลเซยส ตอไปเตมสารไดฟว กวเอไนไดน จ านวน 0.5 phr เทลงในเครอง

53

ผสมยางแบบปดและบด 2-4 นาท จนไดอณหภม 78-80 องศาเซลเซยส แลวน ายางทบดผสมกบสารเคมดงกลาวออกจากเครองผสมยางแบบระบบปด สดทายเตมสารซลเฟอร จ านวน 2.5 phr น ามาผสมในเครองผสมยางแบบสองลกกลงและบด 1-3 นาท แลวน ายางตงทงไวทอณหภมหอง 24 ชวโมง โดยยางทผสมกบสารเคมดงกลาวจะไดยางคอมปาวดชนนอก 3.3 กรรมวธอดขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลม น ายางคอมปาวดชนในและยางคอมปาวดชนนอกตามขนตอนท 2 มาอดขนรปชนงานโดยใชยางคอมปาวดชนในจ านวน 85-90%โดยปรมาตรของแมพมพ และยางคอมปาวดชนนอกจ านวน 10-15%โดยปรมาตรของแมพมพ แลวน ายางคอมปาวดทงสองมารดกบเครองบดยางแบบสองลกกลง จากนนมวนยางคอมปาวดชนในใหเปนกอนลกษณะคลายชนงาน และน ายางคอมปาวดชนนอกพนลอมรอบ ตอไปน ายางคอมปาวดทงสองใสในแมพมพ ดงแสดงในรปท 3.16

รปท 3.16 แสดงการน ายางคอมปาวดชนในและชนนอกใสในแมพมพ

โดยอณหภมของแมพมพในการอดขนรปอยในชวง 120-150 องศาเซลเซยส แลวท าการอดย า 2-3

ครง จากนนอดยางตอ 30-50 นาท จากนนน าชนงานออกจากแมพมพ ซงจะไดชนงานทเปน

อปกรณเสรมลอยางลม จ านวน 1 ชนดงแสดงในรปท 3.17 ท าการอดขนรปโดยวธดงกลาวอก 2 ชน

โดยอปกรณเสรมลอยางลมจะใชชนงานทงหมด 3 ชน

54

รปท 3.17 (a) แสดงชนงานหลงจากการอดขนรป (b) แสดงภาพตด Section ของชนงานหลงจากการอดขนรป

3.4 วธตดตงอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอและลอยางลม การตดตงอปกรณเสรมลอยางลมกบลอยางลมมวธการดงแสดงในรปท 3.18

1. เรมจากน าอปกรณเสรมลอยางลมทอดขนรป

ไดมาประกอบเขาดวยกน ซงอปกรณเสรมลอ

ยางลมจะมลกษณะเปน 1 ชน น ามาประกอบ

รวมกน 3 ชนจะไดเปน 1 ลอ ดงแสดงในรป

ซายมอ

2. จากนนน าอปกรณเสรมลอยางลม กระทะลอ

ขนาดขอบ 15 นว ลอยางขนาด 195/60R15 และ

สกรมาประกอบเขากบกระทะลอ และลอลมยาง

ดงแสดงในรปซายมอ

ยางชนนอก

ยางชนใน

55

รปท 3.18 แสดงขนตอนและวธการประกอบอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอและลอลมยาง 3.5 วธการตดตงลอยางกบเครองทดสอบลอยางตน 1. สรางตวจบยดกบกระทะลอ เนองจากเครองทดสอบลอยางตนนนมกระทะลอทไมเหมอนกบกระทะลอของลอรถยนตทวไปดงนน ดงแสดงในรปท 3.19 (a) ดงนนจงตองท าการออกแบบอปกรณจบยด (Adapter) ระหวางกระทะลอของลอรถยนตกบตวเครองทดสอบลอยางตน ซงตวจบยดจะมลกษณะดงแสดงในรปท 3.19 (b)

3. น ากระทะลอมาตดตงกบลอยางลมบน

เครองเปลยนใสยาง ดงแสดงในรปซายมอ

4. จากนน น าอปกรณเสรมลอยางลม มาใส

เขาไปภายในกระทะลอกบลอยางลม และ

ยดดวยสกร เขาระหวางขอตอแตละชน ดง

แสดงในรปซายมอ

5. น าจกเตมลมใสเขาไปเพอท าการ

เตมลมทความดนมาตราฐาน 250

kPa ดงแสดงในรปซายมอ แลวจง

น าไปทดสอบตอไป

56

รปท 3.19 (a) แสดงตวยดกระทะลอของลอยางตน (b) แสดงอปกรณจบยดเครองทดสอบกบกระทะลอรถยนตทวไป 2. จากนนน าอปกรณจบยดเครองทดสอบกบกระทะลอรถยนตทวไปดงแสดงในรปท 3.19 (b) มาสวมเขากบตวยดกระทะลอของลอยางตนดงแสดงในรปท 3.19 (a) 3. น าลอยางทท าการทดสอบสวมเขากบอปกรณจบยดเครองทดสอบกบกระทะลอรถยนตทวไป ดงแสดงในรปท 3.20

รปท 3.20 แสดงการน าลอยางลมทเสรมดวยอปกรณเสรมตดตงกบเครองทดสอบ

(a) (b)

57

3.6 แผนการด าเนนการ

ศกษาวธการท าโฟมยางจากยางแหง เพอน ามาเสรมในลอยางลม และ ปรบความแขง

ของโฟมยางดวยสารตวเตม และน าไปทดสอบสมบตทางกลและสมบตทางกายภาพ

ศกษาการน าอปกรณเสรมลอยางลมยดกบกระทะลอ แลวน ามาทดสอบความทนทานกบเครองทดสอบ Drum test

หาวธการยดทดทสดระหวางอปกรณเสรมลอยางลม

การทดสอบความคงทนกบเครองวดความคงทนของยาง (Endurance) 1. ลอทดสอบจ านวน 3 ลอ และเตมลมในลอยางทมอปกรณเสรมลอยางลมอย

ภายใน เพอทดสอบสภาพคงทนของอปกรณเสรมลอยางลมทความเรวในชวง 60 80 และ100 km/hr เพอสงเกตดขอจ ากดของอปกรณเสรมลอยางลมขณะมลมอยขางในลอ

2. ลอทดสอบจ านวน 3 ลอเจาะรเพอใหลมภายในออก และน าไปทดสอบ

สภาพคงทนของอปกรณเสรมลอยางลม ทความเรวในชวง 40 60 และ 80 km/hr เพอ

สงเกตดขอจ ากดของอปกรณเสรมลอยางลมขณะมลมอยขางในลอ

YES

NO

แนวทางวธการท าโฟมยาง สมบตทางเคม และสตรโฟมยาง สมบตทางกายภาพ และชนโฟมยาง คณลกษณะของชนโฟมยางทเหมาะสม

จากนนท าการออกแบบอปกรณเสรมลอยางลม

ลกษณะภายในของชนโฟม อายการใชงาน

(ระยะทาง) ความเรวรอบ การจบยด และ

การฉกขาดของลอโฟมยาง

น าชนโฟมยางใสในลอยางลม แลวทดสอบกบเครอง Drum test ดการเปลยนแปลงของอปกรณเสรมลอยาง

ลมภายในลอยางลม โดยการทดสอบกดทน าหนกเทากบรถจรง ทดสอบทความเรว 23 km/hr (Maximum)

ทเวลา 10 ชวโมง เปนระยะทาง 230 km จากนนทดสอบโดยเจาะลอยางลม สงเกตดแนวโนมของลอยาง

ไดอปกรณเสรมลอยางลม

อปกรณเสรมลอยางลมจากเครองทดสอบ

58

3.7 ขนตอนและวธการด าเนนการวจย กจกรรมท 1 คอ ศกษาสตรยางและวธการเตรยมโฟมยางทท ามาจากยางแหง โดยในการเตรยมยางใหเปนโฟมยางนนจะตองเตมสารตวเตมประเภทสารฟ และปรบโฟมยางใหมความแขงโดยเตมสารตวเตม จากนนน ามาบดผสมกนตามขนตอนการผสม ดงตารางทเรยกวา ยางคอมปาวด ขนตอนตอไปน ายางคอมปาวดมาหาคาเวลาวลคาไนซ (Cure time) หรอเวลาทยางสกของยางคอมปาวดแตละสตร จากนนจงท าการอดขนรปโดยวธการวลคาไนซเซซน ซงในแตละสตรนนจะเปรยบเทยบความแขงระหวางสตรทไมเตมสารตวเตมกบสตรทเตมสารตวเตม แลวจงน ามาอดขนรปกบแมพมพตางๆ ไดแก แมพมพทดสอบการกด แมพมพทดสอบฮสเทอรซส และแมพมพลอยางตนขนาดเลก เมออดขนรปเสรจแลวจะไดชนงานตามลกษณะของแมพมพ จากนนน าชนงานทไดจากการอดในแมพมพตางๆมาทดสอบคณสมบตทางกายภาพ ไดแก การหดตวและการยบตวเนองจากการอดตวหรอการรบน าหนก ความหนาแนนของชนงาน ความแขงของชนงาน และความรอนสะสมทเกดขนในชนงาน ซงในกจกรรมนจะน าสตรยางแตละสตรมาวเคราะหและน ามาสรปเปนสตรยางเพอน าไปขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลมในกจกรรมถดไป 1.1) น ายางคอมปาวดตามสตรตางๆ มาอดขนรปกบแมพมพทดสอบการกด โดยชนงานทไดจะมลกษณะเปนรปชนตวอยาง (Specimen) ตามมาตรฐาน ASTM D 575-91 โดยชนงานมเสนผานศนยกลาง 28.6 mm และหนา 12.5 mm จากนนน าไปทดสอบดวยเครองทดสอบสมบตวสดเอนกประสงค เพอวเคราะหการหดตวและการยบตวเนองจากการอดตวหรอการรบน าหนกของยางแตละสตร 1.2) น ายางคอมปาวดตามสตรตางๆ มาอดขนรปกบแมพมพทดสอบฮสเทอรซส โดยชนงานทไดจะมลกษณะเปนรปชนตวอยาง (Specimen) ตามมาตรฐาน ASTM D 623-99 ชนงานอยในรปของทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 17.78 0.10 mm สง 25.4 0.15 mm จากนนน าไปทดสอบดวยเครองทดสอบสมบตวสดเอนกประสงค น าขอมลทไดไปวเคราะหและหาคาวงฮสเตอรซส เพอน ามาวเคราะหหาคาพลงงานความรอนสะสมทเกดขนภายในชนงานของยางสตรตางๆ 1.3) น ายางคอมปาวดตามสตรตางๆ มาอดขนรปกบแมพมพลอยางตนขนาดเลก จะไดชนงานมลกษณะเปนลอยางขนาดหนายางกวาง 40 mm ขอบยางลก 40 mm และเสนผาศนยกลางยาว 160 mm จากนนน าไปทดสอบกบเครองทดสอบลอยางตนขนาดเลก โดยทดสอบทแรงกดสงสด สงเกตระยะยบ ทความเรว 25 km/hr จนลอเกดการระเบด บนทกคาเวลาและอณหภม จนลอยางเกดการระเบด

59

1.4) น ายางแตละสตรมาวเคราะหเพอหาสตรเหมาะสม ทจะน าไปอดขนรปเปนตนแบบอปกรณเสรมลอยางลม

กจกรรมท 2 คอ ออกแบบอปกรณเสรมลอยางลม และสรางแมพมพ กจกรรมท 3 คอ ศกษาการจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ โดยใชกาว

เขมขดรด และสกรยดตด แลวน ามาทดสอบความทนทานกบเครองทดสอบลอยางตน Drum test ในกจกรรมนยงไมมการใชลอยางลม แตเปนการทดสอบเฉพาะอปกรณเสรมลอยางลมเทานนทงนเพอ ดลกษณะการจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอโดยการทดสอบทรอบ ความเรว ระยะทาง และเวลา ทท าใหอปกรณเสรมลอยางลมหลดจากกระทะลอ รวมถงความทนทานตอความรอนของอปกรณเสรมลอยางลม โดยมวธการทดสอบดงน 3.1) ความเรวทใชในการทดสอบอยในชวง 10- 25 km/hr ดการฉกขาดและหลดจากกระทะลอของอปกรณเสรมลอยางลม

3.2) เวลาทท าใหอปกรณเสรมลอยางลมฉกขาดและหลดจากกระทะลอ 3.3) ระยะทางทท าใหอปกรณเสรมลอยางลมฉกขาดและหลดจากกระทะลอ

กจกรรมท 4 น าอปกรณเสรมลอยางลมใสในลอยางลม แลวทดสอบกบเครอง Drum test ดการเปลยนแปลงของอปกรณเสรมลอยางลมภายในลอยางลม โดยการทดสอบกดทน าหนกเทากบรถจรง ทดสอบทความเรว 23 km/hr (Maximum) ทเวลา 10 ชวโมง เปนระยะทาง 230 km จากนนทดสอบโดยเจาะลอยางลม สงเกตดการเปลยนแปลงของลอยาง

กจกรรมท 5 คอ เมอรแนวโนมจากกจกรรมท 4 จากนนน าอปกรณเสรมลอยางลมไปใสขางในลอยางลมและน าไปทดสอบกบเครองวดความคงทนของยาง (Endurance) โดยมเงอนไขการทดสอบดงน

5.1) ลอทดสอบจ านวน 3 ลอ และเตมลมในลอยางทมอปกรณเสรมลอยางลมอย ภายใน เพอทดสอบสภาพคงทนของอปกรณเสรมลอยางลมทความเรวในชวง 60 80 และ100 km/hr เพอสงเกตดขอจ ากดของอปกรณเสรมลอยางลมขณะมลมอยขางในลอ

5.2) ลอทดสอบจ านวน 3 ลอเจาะรเพอใหลมภายในออก และน าทดสอบสภาพ คงทนของอปกรณเสรมลอยางลม ทความเรวในชวง 40 60 และ 80 km/hr เพอสงเกตดสมรรณะของอปกรณเสรมลอยางลมขณะไมมลมอยขางในลอ

60

บทท 4

ผลการทดลองและวจารณผล 4.1 ผลการทดลองกจกรรมท 1 การศกษาการท าโฟมยางจากยางแหง

เรมจากการศกษาสตรยางธรรมชาตทวไป โดยการขนรปดวยกระบวนการการวลคารไนเซซน จากนนน าสารตวเตมชนดสารฟมาผสมกบสตรยางธรรมชาตทวไปเพอท าใหยางเปลยนสภาพเปนโฟมยาง ซงในการศกษานนจะตองเตมสารฟ (Blowing agent) เพอท าใหเกดการพองตว ซงมขอดคอท าใหยางมน าหนกเบา จากนนท าการปรบคณสมบตของโฟมยางใหมความแขงโดยการใชสารตวเตมเพอเพมความแขงใหกบโฟมยาง ซงในการศกษากจะมขนตอนและวธการดงน

1). เตรยมยางและสารเคม ซงในการเตรยมยางนนจะใชยางทเกรดต าเพอตองการ ลดตนทนในการน ามาผลต ยางทใชไดแก ยางสกม และยางแผนรมควนชน 3 เปนตน 2). น ายางและสารเคมตามสตรตางๆ ดงแสดงในตารางท 4.1 ไปบดกบเครองบดแบบสองลกกลง (Two-roll mill) หรอเครองบดแบบระบบปด (Internal mixer) เปนเวลา 10-20 นาท เพอใหยางกบสารเคมผสมเปนเนอเดยวกน ซงยางทบดผสมสารเคมเสรจแลวเรยกวา ยางคอมปาวด 3). ตงยางคอมปาวดทงไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง เพอใหยางเกดการเซตตวกอนทจะน ามาอดขนรป 4). น ามาวลคารไนซหรออดขนรปในแมพมพ ดงแสดงในรปท 4.1 (a) กบเครองอดขนรป (Hot press machine) ทอณหภม 150 องศาเซลเซยส และไดชนเปนลอยางดงรป 4.1 (b) ในงานวจยนเรมตนจากการศกษาสตรยางของลอยางในสตรแรกกอนแลวท าการวเคราะหสมบตทางกายภาพและท าการปรบเปลยนในสวนของสารเคมและยาง ซงจากผลการทดลองของยางเมอท าการปรบเปลยนแลวมทงหมด 6 สตร ดงแสดงในรปท 4.2 ซงแตละสตรกจะมคณสมบตและรปรางแตกตางกนออกไป ซงผลการทดลองนมจดประสงคเพอศกษาตวแปรตางๆดงตอไปน แลวน าไปออกสตรยางและท าการอดขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลมตอไป

- ศกษาการพองตว และการแขงตวของลอยางทเตมสารฟ และสารตวเตมเพอเพมความแขง

- ศกษาผวของชนงาน ความหนาแนน ความแขง น าหนกของลอยางแตละสตร

61

รปท 4.1 (a) ขนาดลอทน ามาทดสอบ (b) เบาทน ามาขนรป ตารางท 4.1 ล าดบสตรยางเพอดแนวโนมทางกายภาพของการพองตวของสารตวเตม

No. Ingredient Formula (*phr)

I II III IV V VI

1 Skim 100 100 - - - - 2 RSS3 - - 100 - - - 3 RSS3 mixed Carbon black - - - 100 100 100 4 ZnO 3 3 3 3 3 3 5 Stearic acid 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 6 Supercell DPT 10 5 5 5 3 1 7 Wing l 1 1 1 1 1 1 8 MBT 1 1 1 1 1 1 9 S 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

10 Oil - - 2 - - - *phr (part per hundred rubber) หมายเหต ตารางท 4.1 เปนตารางสตรทศกษาขางตนเพอทจะไดแนวโนมน าไปวเคราะหตวแปรทเหมาะสมกบลกษณะและคณสมบตของอปกรณเสรมลอยางลม จากนนกจะท าการออกสตรยางและท าการทดสอบคณสมบตทางกายภาพในกจกรรมตอไป

40 mm 40 mm

R82.5 mm

62

ผลการทดลองการอดขนรปชนงานตามสตรตางๆ ดงแสดงในตารางท 4.1 เพอท าการศกษาคณสมบตทางกายภาพเบองตนมลกษณะดงแสดงในรปท 4.2

Non picture

(a) Formula I

(b) Formula II

(c) Formula III

1 mm

1 mm

63

รปท 4.2 ลอยางหลงการอดขนรปและลกษณะฟองอากาศภายในของสตรยางท I-VI

(d) Formula IV

(e) Formula V

(f) Formula VI

1 mm

1 mm

1 mm

64

ผลการทดลองสตรท I ใชยางสกมจ านวน 100 phr และสารฟ จ านวน 10 phr จากนนน าไปผสมกบเครองผสมยางแบบระบบปด บดยางกอนจนอณหภมของยางถง 80 องศาเซลเซยส ใชเวลาประมาณ 10 นาท แลวเตมสารเคมทเตรยมไวตามล าดบดงแสดงในตารางท 4.1 เปนเวลา 10 นาท จะไดยางคอมปาวดและน าไปเกบไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง จากนนน ายางคอมปาวดไปหาคาการวลคารไนซ (คาความสกของยาง) กบเครอง (Moving Die Rheometer MDR 2000 ท าเหมอนกนทกการทดลอง) พบวายางสกทเวลา 15 นาท ตอมาน ายางคอมปาวดมาอดขนรปกบเครองอดขนรปยาง ทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เวลา 15 นาท โดยจะใสจ านวนยางคอมปาวดในแมพมพขนรปประมาณ 100 %ของปรมาตรแมพมพ (ใสเตมแมพมพ) ซงจากการทดลองพบวายางมลกษณะไมสก มกลนเหมนมาก ผวยางไมเรยบ เนอยางไมรวมเปนเนอเดยวกน และยางขางในมลกษณะเหลว จงไมมการกระจายของรพรนเพราะยางไมสก ดงแสดงในรปท 4.1 (a) ซงปญหาทพบจากการทดลอง เนองจากยางไมสกนนมสาเหตมาจากการควบคมอณหภมในการใสซลเฟอรในเครองบดแบบระบบปด ซงอาจจะเปนไปไดในตอนผสมทอณหภมสงจงท าใหยางเกดการสกอตหรอวลคารไนซไปแลว ดงนนในการผสมจะตองน าซลเฟอรบดกบเครองบดแบบสองลกกลงเพอลดอณหภมในการเกดการวลคารไนซ สวนยางทมกลนเหมนนนเนองมาจากยางสกมเพราะยางสกมท ามาจากหางน ายางและมโมเลกลต าเมออดขนรปดวยความรอนจะท าใหยางมกลนเหมน และผวของลอยางไมเรยบเกดจากการไหลของยางทยงไหลในแมพมพขนรปไมด

ผลการทดลองสตรท II ใชยางสกมจ านวน 100 phr และลดจ านวนสารฟเหลอจ านวน 5 phr ดงแสดงในตารางท 4.1 จากนนน าไปผสมกบเครองผสมยางแบบสองลกกลง ปรบลกกลงประมาณ 1 mm เพอใหยางเกดแรงเฉอนมากขน ใชเวลาบดประมาณ 5 นาท จงน าสารเคมทเตรยมไวเตมลงไปตามล าดบประมาณ 10 นาท จะไดยางคอมปาวด น าไปเกบไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง แลวน ายางคอมปาวดมาอดขนรปทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เวลา 20 นาทกบเครองอดขนรปยาง โดยจะใสจ านวนยางคอมปาวดในแมพมพประมาณ 100 % (ใสเตมแมพมพขนรป ) เพอสงเกตดการพองตวของสารฟ ซงจากการทดลองพบวายางสตร II มลกษณะพองตวโดยยางลนออกจากแมพมพจากความหนาเดมจาก 40 mm เปน 60 mm เพมขนเปน 50% และความกวางเดม 40 mm เปน 50 mm เพมขน 25% บรเวณผวลอยางมรอยฉกขาด ไมเรยบ และเนอยางไมรวมตวเปนเนอเดยวกน ยางมลกษณะออนนมไมแขง และมกลนเหมน แตมขอดคอลอยางมน าหนกเบา และบรเวณภายในมการกระจายของรพรนอยางสม าเสมอ ดงแสดงในรปท 4.2 (b) สาเหตทยางพองตวโดยลนออกจากแมพมพนนมสาเหตมาจากการเตมสารตวเตมสารฟผสมในยาง แลวใสยางคอมปาวดในเตมแมพมพ ซงสารฟมคณสมบตท าใหยางกลายเปนโฟมยาง มน าเบา และอณหภมเพมขนการพองตวจะเพมขนไปดวย ดงนนตองลดปรมาณของยางคอมปาวดเพอใหพองตวเทากบ

65

ขนาดและรปรางของแมพมพ และตองใชยางทมโมเลกลดกวายางสกม ซงจะตองมราคาถกเพอลดตนทน

ผลการทดลองสตรท III ใชยางแผนรมควนชน 3 จ านวน 100 phr และลดจ านวนสารฟเหลอจ านวน 5 phr และผสมน ามน (Oil) 2 phr ดงแสดงในตารางท 4.1 จากนนน าไปบดผสมกบเครองผสมยางแบบสองลกกลง ปรบลกกลงประมาณ 1 mm เพอใหยางเกดแรงเฉอนมากขน ใชเวลาบดประมาณ 5 นาท จงน าสารเคมทเตรยมไวเตมลงไปตามล าดบประมาณ 10 นาท จะไดยางคอมปาวดน าไปเกบไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง แลวน ายางคอมปาวดมาอดขนรปทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เวลา 20 นาทกบเครองอดขนรปยาง โดยจะใสจ านวนยางคอมปาวดในแมพมพประมาณ 70 % ของปรมาตรแมพมพขนรป เพอเพมการพองตวใหไดขนาดและรปรางชนงานตามแบบแมพมพ ซงจากการทดลองพบวาเมอผสมน ามนกบยางแผนรมควนชน 3 จะท าใหผวของลอยางมนวาว และชวยเพมการไหล ลกษณะลอยางจะลนออกจากแมพมพจากความหนาเดม 40 mm เปน 50 mm เพมขนเปน 25% และความกวาง 40 mm เปน 50 mm เพมขนเปน 25% จากนนเมอตงทงไวเปนเวลา 5 ชวโมงพบวายางลดรปและหดตวลง แตจะหดตวไมถง 100% บรเวณผวลอยางไมเรยบเนองมาจากการพองตวเพยงอยางเดยว ยางมลกษณะออนนมไมแขง เนองจากการผสมน ามน มกลนเหมนนอยกวายางสกมเพราะเปนยางเกรดสงกวายางสกม ลอยางมน าหนกเบาจากการเตมสารฟและมรพรนกระจายอยางสม าเสมอ ดงแสดงในรปท 4.2 (c) ซงในการทดลองตอไปจะตองศกษาตวแปรทท าใหยางเกดความแขง โดยในทนจะผสมผงเขมาด ากบยาง ผลการทดลองสตรท IV ใชยางแผนรมควนจ านวน 100 phr ผสมสารตวเตมผงเขมาด า 10 phr เพอเพมความแขง และสารฟจ านวน 5 phr ดงแสดงในตารางท 4.1 จากนนน าไปผสมกบเครองผสมยางแบบสองลกกลง ปรบลกกลงประมาณ 1 mm เพอใหยางเกดแรงเฉอนมากขน ใชเวลาบดประมาณ 5 นาท น าสารเคมทเตรยมไวเตมลงไปตามล าดบประมาณ 10 นาท ไดยางคอมปาวด น าไปเกบไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง แลวน ายางคอมปาวดมาอดขนรปทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เวลา 20 นาทกบเครองอดขนรปยาง โดยจะใสจ านวนยางคอมปาวดในแมพมพประมาณ 70 % ของปรมาตรแมพมพขนรป ซงจากการทดลองพบวาแผนยางทไดมความแขงจากการเตมผงเขมาด า มน าหนกเบา และพองตวโดยยางลนออกจากแมพมพจากความหนาเดม 40 mm เปน 60 mm เพมขนเปน 50% และความกวางเดม 40 mm เปน 50 mm เพมขน 25% บรเวณผวลอยางไมมรอยฉกขาด แตผวของลอยางยงไมเรยบเนองมาจากยางเกดการพองตวเพยงอยางเดยว ดงแสดงในรปท 4.2 (d) ซงสาเหตของการพองตวนนเนองมาจากการเตมสารตวเตมสารฟในอตราสวนมาก ดงนนตองลดจ านวนการเตมสารฟลงในการทดลองครงตอไป

66

ผลการทดลองสตรท V ใชยางแผนรมควนจ านวน 100 phr ผสมสารตวเตมผงเขมาด า 30 phr เพอเพมความแขง และลดจ านวนสารฟเหลอจ านวน 3 phr ดงแสดงในตารางท 4.1 จากนนน าไปผสมทเครองผสมยางแบบสองลกกลง ปรบลกกลงประมาณ 1 mm เพอใหยางเกดแรงเฉอนมากขน ใชเวลาบดประมาณ 5 นาท จงน าสารเคมทเตรยมไวเตมลงไปตามล าดบประมาณ 10 นาท จากนนน ายางคอมปาวดเกบไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง แลวน ายางคอมปาวดมาอดขนรปทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เวลา 30 นาทกบเครองอดขนรปยาง โดยจะใสจ านวนยางคอมปาวดในแมพมพประมาณ 100% ของปรมาตรแมพมพขนรปเพอดการเปลยนแปลงของการพองตวเมอลดจ านวนการเตมสารฟ เทยบกบสตรท II ซงจากการทดลองพบวาลอยางมความแขงเพมมากขน น าหนกเบา และพองตวโดยยางลนออกจากแมพมพจ านวนมาก จากความหนาเดม 40 mm เปน 50 mm เพมขนเปน 25% และความกวางเดม 40 mm เปน 50 mm เพมขน 25% บรเวณผวลอยางไมมรอยฉกขาด แตผวของลอยางยงไมเรยบเนองมาจากยางเกดการพองตวเพยงอยางเดยว และรพรนมขนาดเลกกวาสตรท II และสตรท IV ดงแสดงในรปท 4.2 (e)

ผลการทดลองสตรท VI ใชยางแผนรมควนจ านวน 100 phr ผสมสารตวเตมผงเขมาด า 30 phr และลดจ านวนสารฟเหลอจ านวน 1 phr ดงแสดงในตารางท 4.1 จากนนน าไปผสมกบเครองผสมยางแบบสองลกกลง ปรบลกกลงประมาณ 1 mm เพอใหยางเกดแรงเฉอนมากขน บดประมาณ 5 นาท จงน าสารเคมทเตรยมไวเตมลงไปตามล าดบประมาณ 10 นาท จากนนน ายางคอมปาวดเกบไวในเดซเคเตอร เปนเวลา 24 ชวโมง แลวน ายางคอมปาวดมาอดขนรปทอณหภม 150 องศาเซลเซยส ทเวลา 30 นาทกบเครองอดขนรปยาง โดยจะใสจ านวนยางคอมปาวดในแมพมพขนรปประมาณ 70 % ของปรมาตรแมพมพขนรป ซงจากการทดลองพบวาลอยางทไดมความแขง น าหนกเบา และะพองตวโดยยางลนออกจากแมพมพจากความหนาเดม 40 mm เปน 60 mm เพมขนเปน 50% และความกวางเดม 40 mm เปน 50 mm เพมขน 25% จากนนเมอตงยางทงไวใหเยนตวยางจะเกดการหดตวเทากบขนาดชนงานของลอยาง มรพรนกระจายอยางสม าเสมอและมชองวางบางชองของฟองอากาศทมขนาดใหญกวารพรน ยางมการไหลของด ดงแสดงในรปท 4.2 (f)

67

ตารางท 4.2 แสดงการเปรยบเทยบคณลกษณะของลอยางแตละสตร Formula rubber Supercell

DPT (*phr) Carbon

black (*phr) Oil

(*phr) Weight

(g) Volume

(cm3)

Density

(g/cm3)

I skim 10 - - 642 628 1.02

II skim 5 - - 642 1366 0.5

III RSS3 5 - 2 450 644 0.7

IV RSS3 5 10 - 450 650 0.7

V RSS3 3 30 - 642 1100 0.6

VI Small wheel

RSS3 -

1 -

30 -

- -

450 670

630 -

0.7 -

*phr (part per hundred rubber) หมายเหต ยางสตรท I ยางเกดการสกอตทอณหภมสงภายในเครองบดยางแบบระบบปด

จากสตร I พบวาการผสมยางกบเครองผสมยางแบบปด จะตองควบคมอณหภมในหอง

ผสมไมใหอณหภมสงจนเกนไปในการเตมสารเคม เพราะสารเคมบางชนด เมอผสมกบยางทอณหภมสงแลวจะท าใหยางเกดการสกอตหรอเกดการวลคารไนซซงจะท าใหยางนนสกกอนทจะน าไปอดขนรป และเมอน ามาอดขนรปยางจะมกลนเหมนมาก และน าขอมลทไดออกแบบการทดลองสตรท II ในการทดลองนจะใชเครองบดผสมยางแบบสองลกกลงเพอใชอณหภมในการบดทต าและเหมาะกบการบดยางทมปรมาณนอยๆ ซงผลการทดลองหลงการอดขนรปพบวาการเตมสารฟเพอใหยางกลายเปนโฟมยางนน ท าใหยางเกดการพองตวมากขนจากเดมทงสามทศทาง ยางมรอยฉกขาดทบรเวณผวยาง และยางมกลนเหมนมากเนองจากยางสกม เพราะยางสกมท ามาจากหางน ายางและมโมเลกลต า ซงจากตารางท 4.2 พบวามน าหนกเบาเมอเทยบกบลอยางตนขนาดเลก มปรมาตรมากเนองจากการพองตว และมความหนาแนนนอย ในการทดลองสตรตอไปกจะลดการพองตวโดยจะใสสารฟปรมาณเทาเดม แตจะลดปรมาณยางคอมปาวดโดยจะใสท 70% เพอจะสงเกตดการพองตวใหไดขนาดชนงานตามแมพมพ และจะใชยางแผนรมควนชน3 ทมโมเลกลดกวายางสกมและราคาไมสงมากนก และเตมน ามนเพอใหผวเรยบและมการไหลทดขน ซงจากการทดลองในสตรท III พบวายางมกลนเหมนนอยลง มผวเรยบ และมการพองตวทใกลเคยงกบชนงาน

68

จรง แตยางมลกษณะออนนม การกระจายของรพรนสม าเสมอ มน าหนกเบากวาสตร I และ II ดงตารางท 4.2 เพอใหตรงกบวตถประสงคใหยางมความแขงดงนนในการทดลองในสตร IV จงเตมผงเขมาด าผสมกบยางโดยช าจ านวนสารฟและจ านวนยางคอมปาวดเทากบการทดลองท III พบวายางมความแขงเพมขนอยางเหนไดชด แตผวลอยางไมคอยเรยบ มน าหนกและความหนาแนนใกลเคยงกบสตรท III ดงตารางท 4.2 แตขนาดของรพรนมขนาดใหญนนหมายถงจะสงผลไปยงความแขงและการรบน าหนกของลอยางดวย ดงนนในการทดลองสตร V จงท าการลดจ านวนสารฟและเพมความแขงโดยเตมผงเขมาด าใหมากขน และใสยางคอมปาวดท 100% โดยเทยบการพองตวกบสตร II วาถาลดจ านวนสารฟแลวจะมการพองตวเพมขนหรอไม จากผลการทดลองพบวามการพองตวเพมขน แตเมอตงทงไวกจะเกดการหดตวลง ซงจะมขนาดใหญกวาชนงานจรง มน าหนกมากกวาสตร II และ III มความแขงเพมขนมากกวาและขนาดของรพรนมขนาดเลกกวาสตร IV แตกยงมประเดนในสวนของการพองตวของสายฟ ดงนนจงท าการลดสารฟเพอใหมขนาดของรพรนเลกลงซงจะสงผลไปยงการรบน าหนกไดด มการพองตวนอย และใสยางคอมปาวดท 70% เพอใหพองตวและมขนาดใกลเคยงกบลอยางจรง จากการทดลองสตร VI จะพบวาลอยางมน าหนกเบา และมการพองตวนอยเมอเทยบกบสตร III และ IV ทใสยางคอมปาวดท 70% เทากน มขนาดของรพรนทเลกลง มความแขงดวยการเตมผงเขมาด าท 30 phr

ดงนนในการศกษาการขนรปโฟมยางในเบองตนสามารถรแนวทางในการท าโฟมยางจาก และขอจ ากดของการขนรปในสตร I-VI โดยจะยดหลกและขอมลในสตร VI เพอใชเปนแนวทางใหไดตามจดประสงคทท าใหยางมความแขง น าหนงเบา สามารถรบโหลดไดด จากนนจงน าไปก าหนดสตร ดงแสดงในตารางท 4.3 เพอใชสารตวเตมคอสารฟ (Blowing agent) ทท าใหเกดการพองตว และสารตวเตมเคลยและแคลเซยมคารบอเนตทเพมความแขงเพอลดตนทนในการผลต แลวน าไปทดสอบคณสมบตเชงกลตอไป

69

ตารางท 4.3 แสดงการออกสตรยางเพอหาคณสมบตทเหมาะสมเพอน าไปพฒนาเปนอปกรณเสรมลอยางลม

No. Ingredients Formula (*phr)

A B C D E F G

1 Rubber smoked sheet (RSS#3) 100 100 100 100 100 100 100

2 Zinc Oxide 4 4 4 4 4 4 4

3 Stearic acid 2 2 2 2 2 2 2

4 Blowing agent (ADC) - 3 - 3 3 - -

5 Blowing agent (DPT) 1 - - - - 1 1

6 CBS 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 7 DPG 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

8 Sulfur 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

9 Carbon black NR 330 40 40 40 40 40 40 40

10 China clay - - - 5 - 5 - 11 CaCO3 - - - - 5 - 5

*phr (part per hundred rubber)

การขนรปชนงานตวอยาง (Specimen) ตามสตรตางๆจะตองสงเกตดขนาดและการกระจายรพรนภายในชนงานเพอน ามาวเคราะหจ านวนในการเตมสารฟและเซลลทอยภายในระหวางเซลลแบบเปด (Open-cell) กบเซลลแบบปด (Close-cell) จะสงผลตอคาความแขง การถายเทความรอนสะสม และการรบโหลด โดยสงเกตดลกษณะทางกายภาพของแตละสตรจากการถายภาพทมก าลงขยาย 200x ดงแสดงในรปท 4.3

1 mm 1 mm

70

รปท 4.3 แสดงภาพถายลกษณะรพรนของสตรยางในแตละสตร โดยใชกลอง Magic camera ขนาดขยาย 200x 4.1.1 ผลการทดลองกจกรรมท 1.1 น ายางคอมปาวดตามสตรตางๆ มาอดขนรปกบแมพมพทดสอบการกด (Compressive test) โดยชนงานทไดจะมลกษณะเปนรปชนงานตวอยาง (Specimen) ตามมาตรฐาน ASTM D 575-91 โดยชนงานมเสนผานศนยกลาง 28.6 mm และหนา 12.5 mm จากนนน าไปทดสอบดวยเครองทดสอบสมบตวสดเอนกประสงคทความเรวในการกด 12 mm/min เพอวเคราะหการยบตวเนองการรบโหลด ผลดงแสดงในรปท 4.4 และความสามารถของวสดในการตานทานตอการกด (Compressive load) ซงส าหรบยางจะนยมทดสอบแบบ Durometer มหนวยความแขงเปน Shore A (ASTM D 2240) หรอการทดสอบแบบ IRHD มหนวยความแขงเปน IRHD

Formula A Formula B

Formula D Formula E

Formula F Formula G 1 mm 1 mm

1 mm 1 mm

71

deformation (%)0 10 20 30 40 50

com

pres

sion

load

(kN)

0

1

2

3

4

5

6

Formula A

Formula B

Formula C

Formula D

Formula E

Formula F

Formula G

(ISO 48) โดยปกตยางธรรมชาตทยงไมผานการบดมคาความแขงประมาณ 40 Shore A และการทดสอบคาความแขงท าโดยการน าชนงานตวอยาง (Specimen) ขนาดเสนผานศนยกลาง 28.5 mm หนา 12.5 mm ของยางแตละสตรไปวดกบเครองวดความแขงของพลาสตกและยาง (Hardness tester) ในการเกบขอมลท าโดยการน าชนทดสอบแตละสตรมาอยางละ 3 ชนแลวน าผลการกดของชนทดสอบมาเฉลย แสดงในตารางท 4.4

จากผลการทดลองพบวา ยางสตร B (1.92 kN) มคาการรบโหลดนอยทสด ซงมคาใกลเคยงกบสตร A (2.22 kN) สวนสตร C (3.34 kN) มคาการรบโหลดปานกลาง และสตร E (5.75 kN) มคาการรบโหลดสงทสด โดยมคาใกลเคยงกบสตร D ,สตร F และสตร G ซงสามารถเรยงจากนอยไปมากตามล าดบไดดงน สตร B < สตร A < สตร C < สตร G < สตร F < สตร D < สตร E

รปท 4.4 แสดงผลของการกดชนตวอยางในแตละสตร จากการทดลองจะเหนไดวาคาการรบโหลดทต าของสตร A และสตร B นนเนองมาจากการทไมไดเตมสารตวเตมเคลย และแคลเซยมคารบอเนต เพอท าใหโฟมยางมความแขง รวมทงสตรยางทงสองนนเปนโฟมยางซงมความยดหยนสงจงสงผลไปถงการรบโหลดหรอน าหนกนอยกวาสตร C ซงเปนยางทวไปทไมเตมสารฟ ในทางตรงกนขามสตร D, สตร E,สตร F และสตร G นนเตมสารทเพม

ยางแขง

ยางออน

72

ความแขงคอสารตวเตมเคลย และแคลเซยมคารบอเนต ซงจะท าใหมการรบโหลดไดดโดยสารตวเตมทงสองนนมคณสมบตเพมความแขงไดด และในการทดสอบคาความแขงของสตรยางตางๆ ตามหนวยความแขงเปน Shore A (ASTM D 2240) นนกมความสอดคลองกนดงแสดงในตารางท 4.4

ตารางท 4.4 แสดงผลการทดสอบคาความแขงของยางสตรตางๆ

No. คาความแขงเฉลย

(Shore A) %การเพมขนของคาความแขง

ยางธรรมชาต 40±0.0 0.0 A 54±0.3 35 B 50±0.4 25 C 63±0.6 57.5 D 65.6±0.3 64 E 66.2±0.4 65.5 F 65.1±0 62.7 G 64±0.5 60

4.1.2 ผลการทดลองกจกรรมท 1.2 น ายางคอมปาวดตามสตรตางๆ มาอดขนรปกบแมพมพทดสอบฮสเทอรซส โดยชนงานจะมลกษณะเปนรป Specimen ตามมาตรฐาน ASTM D 623-99 ชนงานอยในรปของทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 17.78 0.10 mm สง 25.4 0.15 mm จากนนน าชนงานมาทดสอบการกดและปลอยใหคนรปอยางตอเนองดวยอตราเรวในการกด 12 mm/min ทความเครยด 50% การเกบขอมลท าไดโดยการน าชนทดสอบแตละสตรมาอยางละ 3 ชนแลวน าผลของวงฮสเทอรสสมาเฉลยและค านวณหาคาพนทขางในวงรอบฮสเทอรสสเพอน ามาเปรยบเทยบคณสมบตในการดดซบพลงงานของยางสตรตางๆดงแสดงในรปท 4.5 และดงแสดงในตารางท 4.5 จากผลการทดสอบพบวาสตรยาง B จะมพนทใตกราฟมคาต าสด และสตรยาง D (ซงจะใกลเคยงกบยางสตร F) จะมพนทใตกราฟสงสด ซงพนทใตกราฟทมากจะบงบอกถงการดดซบพลงงานของวสดทมากหรอมการสะสมความรอนทมากดวยนนเอง ในทนสามารถเรยงคาพนทใตกราฟจากนอยไปมากตามล าดบไดดงน สตร B < สตร A < สตร C < สตร G < สตร E < สตร D < สตร F

73

Compressive Strain (%)0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Com

pres

sive S

tress

(MPa

)

0

5

10

15

20

25

Formula AFormula BFormula CFormula DFormula EFormula FFormula G

รปท 4.5 แสดงผลของวงฮสเทอรสสทความเครยดคงท (50% strain) ของยางสตรตางๆ

ตารางท 4.5 แสดงพนทใตกราฟวงรอบฮสเทอรซสทความเครยดคงท (50% strain) ของลอยางสตรตางๆ

Formula Area (MPa) STDEV

A 0.234 0.009 B 0.125 0.005 C 0.260 0.012 D 0.436 0.016 E 0.414 0.011 F 0.425 0.017 G 0.409 0.015

74

Time (min)0 10 20 30 40 50 60

Tem

pera

ture

(C)

0

20

40

60

80

100

120

Formula A

Formula B

Formula C

Formula D

Formula E

Formula F

Formula G

4.1.3 ผลการทดลองกจกรรมท 1.3 น ายางคอมปาวดตามสตรตางๆ มาอดขนรปกบแมพมพลอยางตนขนาดเลก จะไดชนงานทมลกษณะเปนลอยางขนาดหนายางกวาง 40 mm ขอบยางลก 40 mm และเสนผานศนยกลาง 160 mm จากนนน าไปทดสอบกบเครองทดสอบลอยางตนขนาดเลกโดยทดสอบทแรงกดสงสด สงเกตระยะยบท 40% ของระยะยบของลอ ทความเรวรอบของเพลา 830 rpm หรอ ทความเรว 25 km/hr จนลอเกดการระเบด บนทกคาเวลาและอณหภม

รปท 4.6 แสดงการเปรยบเทยบอณหภมทเกดขนของแกมยางของลอยางสตรตางๆ ททดสอบวงบนเครองทดสอบลอยางตนขนาดเลก ทระยะยบ 40 % ของระยะยบของลอ และความเรว 25 km/hr ทเวลา 60 นาท จากผลการทดลองดงแสดงในรปท 4.6 พบวาลอยางสตร A อณหภมเพมขนแบบไมคงท (Transient) จนถง 109 องศาเซลเซยส ทนาทท 60 แสดงวาความรอนทสะสมภายในลอยางสตร A นนนาจะมผลมาจากการผสมสารฟทเปนตวท าใหยางเกดการถายเทความรอนหรอเกดการระบายความรอนออกภายนอกไดดนนเอง ในทางเดยวกนลอยางสตร B อณหภมกเพมขนแบบไมคงทจนถงนาทท 57 เปนจดอณหภมสงสดท 96 องศาเซลเซยส จากนนอณหภมเรมคงท (Steady state) ท 91 องศาเซลเซยส เมอเปรยบเทยบกบลอยางสตร A พบวาลอยางสตร B มการเปลยนแปลงของอณหภมต ากวาลอยางสตร A ซงหมายความวาจ านวนสารฟทเพมมากขนมผลท าใหการถายเทความ

75

รอนดขน น าหนกเบา และมความหนาแนนนอย สวนลอยางสตร C อณหภมเพมขนจนถงนาทท 35 อณหภม 102 องศาเซลเซยส จากนนกเรมคงท ในลอยางสตร C นนเมอเปรยบเทยบกบลอยางสตร A และ สตร B อณหภมของลอยางสตร C จะเกดขนสงกวาสตร A และ สตร B แสดงวาลอยางทผสมสารฟจะมแนวโนมของการเกดความรอนสะสมภายในชากวาลอยางสตร C ดงแสดงในรปท 4.6 ซงจะสงผลไปถงความคงทนและการระเบดของลอยาง ในท านองเดยวกนเมอเตมสารตวเตมเพอเพมความแขงใหกบโฟมยางจากการทดลองพบวา ลอยางสตร D E F และ G มการเรมตนของการเพมขนของอณหภมแบบไมคงท ซงมความสอดคลองกบการทดลองการเกดฮสเทอรสส และการเพมขนของอณหภม เมอเปรยบเทยบระหวางสตร A B และ C แลวสตร D E F G มความรอนทสะสมอยภายในเนอโฟมยางนอยกวา หรอมการถายเทความรอนออกดกวา ซงกหมายความวามการเกบและกปลอยอยางรวดเรว อกอยางทสงผลตอการเกดความรอนในการทดลองนกคอคาความแขงซงมความสอดคลองกนในสตรตางๆ โดยอาจจะสงผลถงการเกดความยดหยน (Stiffness) ภายในเนอยางและความสมพนธของการเกดความรอนสะสมภายในดวย 4.2 ผลการทดลองกจกรรมท 2 คอ ออกแบบอปกรณเสรมลอยางลม และสรางแมพมพ 4.2.1 ตนแบบอปกรณเสรมลอยางลม ในงานวจยนอปกรณเสรมลอยางลมท ามาจากโฟมยางดงแสดงในรปท 4.7 โดยการออกแบบอปกรณเสรมลอยางลมนน จะขนรปจากสตรลอยางทดทสดจากกจกรรมท 4.1 และอปกรณเสรมลอยางลมจะตองมความโคงและมมเอยงใหเขากบรปรางของกระทะลอ น าหนกเบา มความแขงสามารถรบโหลดจรงได และมการยดตดกบกระทะลอไดด ในสวนของการยดตดนนจะใชกาว เขมขดรด และสกรเปนหลก และการออกแบบจะรวมไปถงความทนทานในการเจาะของตะปเรอใบทจะสงผลไปยงกระทะลอและลอยางลมดวย ปจจยทสงผลถงการออกแบบชนงานมดงน

รปท 4.7 แสดงลกษณะของอปกรณเสรมลอยางลม

76

ขอบเขตและปจจยทสงผลถงการออกแบบ มดงน 1). เครองอดขนรปยาง (Hot press machine) ทมขนาด 60cm x 60cm จงตองท าใหชนงานนนมความกวางและความยาวใหเทากบขนาดของเครองอดขนรปยาง ซงในทนจะตองแบงชนงานออกเปน 3 ชน แลวน ามาประกอบกนเปนลอ 1 ลอ ดงแสดงในรปท 4.7 2). ชนงานจะตองไมมลกษณะทซบซอนมากจนเกนไป เพราะจะท าใหคาใชจายในการสรางแมพมพมราคาสง 3). จะตองมความสะดวกในการตดตงบนแทนอดขนรปยาง และเครองทดสอบ 4). สามารถน าไปใชกบกระทะลอยหอไหนกได แตขนาดของขอบกระทะลอจะตองมขนาด 15 นว เทานน

การออกแบบอปกรณเสรมลอยางลมม 3 แบบดงน 1). รปแบบของอปกรณเสรมลอยางลมแบบท 1 หรอเรยกวา RFSR1 (Run Flat

Tire Support Ring 1) แบบ RFSR 1 ม 3 ชน ประกอบเขาดวยกนรอบกระทะลอเปนจ านวน 1 ลอ ซงมลกษณะเปนวงแหวนดงแสงในรปท 4.8 ในการออกแบบนน จะมลกษณะตามแนวโคงของกระทะลอซงกระทะลอมมม 360 องศา โดยจะแบงอปกรณเสรมลอยางลมเปน 3 ชน แตละชนจะท ามม 120 องศา กบกระทะลอ ตวชนงาน ผวลางสามารถยดตดไดโดยใชกาว และสวนขอตอระหวางแผนใชนอตและสกรเปนตวยด ตวชนงานมความกวาง 4.5 นว และหนาโผออกมาจากกระทะลอ 2 นว เพอรบน าหนกจากภาระโหลดของรถ

รปท 4.8 แสดงรปรางของอปกรณเสรมลอยางลมแบบ RFSR1

77

2). รปแบบของอปกรณเสรมลอยางลมแบบท 2 หรอเรยกวา RFSR2 (Run Flat Tire Support Ring 2)

แบบ RFSR2 ม 3 ชน ประกอบเขาดวยกนรอบกระทะลอเปนจ านวน 1 ลอ ซงมลกษณะเปนวงแหวนดงแสดงในรปท 4.9 ในการออกแบบนนจะมรองตรงกลางลก 0.5 นว ของชนงานเพอท าการยดดวยเขมขดรด และมลกษณะตามแนวโคงของกระทะลอซงกระทะลอมมม 360 องศา โดยจะแบงอปกรณเสรมลอยางลมเปน 3 ชน แตละชนจะท ามม 120 องศา กบกระทะลอ ตวชนงาน ผวลางสามารถยดตดไดโดยใชกาว และสวนขอตอระหวางแผนใชนอตและสกรเปนตวยด ตวชนงานมความกวาง 4.5 นว และหนาโผออกมาจากกระทะลอ 2 นว เพอรบน าหนกจากโหลดของรถ

รปท 4.9 แสดงรปรางของอปกรณเสรมลอยางลมแบบ RFSR 2

3). รปแบบของอปกรณเสรมลอยางลมแบบท 3 หรอเรยกวา RFSR3 (Run Flat Tire Support Ring 3)

แบบท RFSR3 ม 3 ชน ประกอบเขาดวยกนรอบกระทะลอเปนจ านวน 1 ลอ ซงมลกษณะเปนวงแหวนดงแสงในรปท 4.10 ในการออกแบบนนตรงผวขอบจะมลกษณะเปนผวโคง ซงจะสามารถลดแรงสมผสระหวางลอยางลมกบอปกรณเสรมลอยางลม โดยจะมลกษณะตามแนวโคงของกระทะลอซงกระทะลอมมม 360 องศา โดยจะแบงอปกรณเสรมลอยางลมเปน 3 ชน แตละชนจะท ามม 120 องศา กบกระทะลอ ตวชนงาน ผวลางสามารถยดตดไดโดยใชกาว และสวนขอตอระหวางแผนใชนอตและสกรเปนตวยด ตวชนงานมความกวาง 4.5 นว และหนาโผออกมาจากกระทะลอ 2 นว เพอรบน าหนกจากโหลดของรถ

78

รปท 4.10 แสดงรปรางของอปกรณเสรมลอยางลมแบบ RFSR3

ผลของการออกแบบและเลอกชนของอปกรณเสรมลอยางลม จากการพจารณาพบวามเงอนไขหลายอยางในการสงท าแมพมพ ซงจากทไดกลาวไวขางตนแลววาขอบเขตและปจจยทสงผลถงการออกแบบ นนเปนตวแปรทส าคญส าหรบการออกแบบ ซงจากขอบเขตขอท 1 และขอท 2 ขางบน จงตดสนใจเลอกแบบท 1 คอ RFSR1 เหตผลเพราะชนงานมลกษณะทไมซบซอน คาใชจายในการท าแมพมพนอยกวา RFSR2 และ RFSR3 ถง 2-3 เทา จงน าแบบ RFSR1 มาศกษาขอจ ากดและสมรรถนะเพอหาแนวโนมตอไป

4.2.2 กจกรรมท 2.2 สรางแมพมพ แมพมพท ามาจากเหลกชบแขงกลงและกดดวยเครอง CNC แบบ 5 Degree of

Freedom มน าหนก 140 กโลกรม มขนาด 24.5 cm x 51 cm x17.8 cm ราคารวมภาษ 32,100 บาท จากหางหนสวนจ ากด กบบอส เอนจเนยรง ดงแสดงในรปท 4.11

รปท 4.11 แสดงแมพมพทท าการออกแบบจากชนงานแบบ RFSR1

79

ผลการอดขนรปอปกรณเสรมลอยางลมในแมพมพพบปญหาเกดขนดงน 1).การอดขนรปชนงานเนองจากยางคอมปาวดไหลไมสม าเสมอเมอน าชนงานออกมาจากแมพมพ พบวายางมลกษณะดงแสดงในรปท 4.12 โดยมลกษณะเปนรอยขรขระผวไมเรยบและมกลนเหมน ซงปญหานนาจะมาจากยางคอมปาวดทผสมกบเคลย จงท าใหยางเกดการพองตวอยางเดยว เมอน ายางชนดดงกลาวไปอดขนรปเปนแบบมาตราฐาน Specimen D 575-91 โดยใสยางท 90% โดยปรมาตรของแมพมพ Specimen ทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เปนเวลา 20 นาท พบวายางมผวไมเรยบ และมลกษณะการไหลทไมสม าเสมอแตมขอดคอยางทผสมเคลยจะแขงมาก กวายางสตรอนๆ

รปท 4.12 แสดงลกษณะสตรยางทผสมเคลยหลงการอดขนรป

2). ทดลองการไหลของยางคอมปาวด โดยใชยางของสตรทไมเตมสารฟและเคลย น ามาอดขนรปในแมพมพทอณหภม 150 องศาเซลเซยส ทเวลา 30 นาท โดยใสจ านวนของยางคอมปาวดในแมพมพประมาณ 2.8 กโลกรม หรอ 100% ของปรมาตรแมพมพ ผลปรากฎวายางทไดมลกษณะผวขรขระ เปนหลมคลายฟองอากาศ และมลกษณะการไหลทไมสม าเสมอ ดงแสดงในรปท 4.13 ซงอาจจะเปนไปไดเกยวกบกระบวนการในการพนยางคอมปาวดใสลงในแมพมพหรอรลนทไลอากาศเพอใหยางเกดการไหลออกมาไดด เกดเปนฟองอากาศนอยลง และผวเรยบสวย

80

รปท 4.13 แสดงลกษณะสตรยางทไมเตมสารฟและเคลย หลงการอดขนรป 3). เมออดชนงานเรยบรอยแลว ปญหาอกอยางทเกดขน คอการน าโฟมยางออกจากแมพมพ ซงเมอโฟมยางสก โฟมยางกจะเกดการขยายตว จงท าใหไมสามารถน าชนงานออกไดอยางงายและรวดเรว ดงนนจะตองคดหาวธน ายางออกมา และท าใหชนงานไมเกดความเสยหายดวย ดงแสดงในรปท 4.14 ซงยางทอดขนรปเสรจแลวแตไมสามารถน ายางออกจากแมพมพได ดงนนจงใชการงดออก จงท าใหชนงานเกดการฉกขาด

รปท 4.14 แสดงชนงานทไดหลงการอดขนรป ดงนนจากการทดลองดงกลาวพบวาไมสามารถอดขนรปชนงานได เนองจากชนงานหลงการอดขนรปแลวมลกษณะผวขรขระ จงไมสามารถน าชนงานไปตดตงกบกระทะลอและท าการทดสอบได จงตองท าการปรบแตงแมพมพเพอจะท าใหชนงานทอดขนรปแลว ใหมลกษณะผวทเรยบขนและสามารถน าไปตดตงกบกระทะลอเพอน าไปทดสอบกบเครองทดสอบลอยางตนตอไป ในการปรบแตงแมพมพจะมลกษณะดงแสดงในรปท 4.15

81

รปท 4.15 (a) แสดงแมพมพเดม และ (b) แสดงแมพมพทท าการดดแปลง ในการปรบแตงนนจะตดเอาเหลกสวนทหนาออกไปดงแสดงในรปท 4.15 (b) เพอทจะท าใหสามารถเจาะรลนเพอใหยางสามารถไหลออกมาได ซงจะเหนไดวามการกดชนงานเปนลกษณะเวาเขาไปโดยมความหนาจากขอบชนงานประมาณ 5 cm และเจาะรลนจ านวน 5 ร ใหอากาศออก เพอจะท าใหยางมลกษณะการไหลทดขน ดงแสดงโมเดลการเจาะดงรปท 4.16

รปท 4.16 แสดงการปรบแตงแมพมพและรลนเพอท าใหยางไหลดขน ในสวนของแมพมพทตดออกไปนนน าหนกประมาณ 40 กโลกรม จงท าใหแมพมพมน าหนกเหลอ เพยง 100 กโลกรม จากน าหนกเดม 140 กโลกรม ซงจะสงผลถงการถายเทความรอนในการอดขน

(a) (b)

รลน

ชนงาน

รลน

หนา 5 cm

82

รปไดดขนดวย เพราะเมอเปดเครองอดขนรปปรากฎวาแมพมพทมความหนามากและมน าหนกมากจะมการถายเทความรอนไดชากวาแมพมพทมความหนานอยกบมน าหนกนอย ซงจะสงผลตอการคงทของอณภมในการอดขนรปดวย เมอท าการปรบแตงเสรจแลว จากนนน ายางคอมปาวดมาอดขนรปชนงานในแมพมพทไดท าการปรบแตง และชนงานทไดจากการอดจะมลกษณะดงแสดงดงรปท 4.17

รปท 4.17 แสดงชนงานทอดขนรปหลงการดดแปลงแมพมพ

ผลทไดจากการปรบแตงแมพมพ พบวาชนงานมลกษณะผวเรยบขนเมอเปรยบเทยบกบชนงานทอดขนรปกบแมพมพเดม และเกดเปนฟองอากาศนอย จากนนท าการอดชนงานทงหมด 3 ชน แลวน าชนงานไปท าการจบยดเพอทจะน าไปทดสอบกบเครองทดสอบลอยางตนในกจกรรมตอไป 4.3 ผลการทดลองกจกรรมท 3 คอ ศกษาการจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ โดยใชกาว และสกรยดตด แลวน ามาทดสอบความทนทานกบเครองทดสอบ Drum test ดงแสดงในรปท 4.18 ในกจกรรมนยงไมมการใชลอยางลม แตเปนการทดสอบเฉพาะอปกรณเสรมลอยางลมเทาน นทงนเพอ ดลกษณะการจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอโดยการทดสอบทความเรว ระยะทาง และเวลา เพอสงเกตดประสทธภาพในการยดตดของกาวระหวางอปกรณเสรมลอยางลมหลดจากกระทะลอโดยมวธการทดสอบดงน

83

รปท 4.18 แสดงลกษณะการตดตงอปกรณเสรมลอยางลมกบเครองทดสอบ การทดสอบแบงออกเปน 2 สวน ดงน 1). การทดสอบหาระยะยบตวโดยการกดโหลดทสภาพหยดนง (Static test) โดยทดสอบการกดเพอหาระยะยบของชนงานโดยใชโหลดตามมาตรฐานลอยางลม มอก.367-2529 ซงลอยางมขนาด 195/60R15 และมประสทธภาพในการรบโหลดสงสดท 530 กโลกรมตอจ านวน 1 ลอ ดงแสดงในรปท 4.19

รปท 4.19 แสดงตารางมาตรฐานของลอยางลม มอก.365-2529

ขนาดของลอยางทดสอบ

84

วธการทดสอบม 2 แบบ คอ แบบไมตดกาว และแบบตดกาว ผลการทดลองแบบไมตดกาว ตารางท 4.6 แสดงผลการทดสอบการยดตดแบบไมตดกาว โดยการกดโหลดแบบหยดนง

Load (kN) Displacement(mm)

2 6.1 3 7.7 4 12.4 5 14.1 6 15.2 7 16.2

จากผลการทดสอบพบวาระยะยบตวของอปกรณเสรมลอยางลมสามารถยบตวทน าหนกสงสดของการรบน าหนกไดของยางลมดงแสดงในตารางท 4.6 ตามมาตรฐานลอยางลม มอก.367-2529 ซงมประสทธภาพในการรบน าหนกสงสดท 530 กโลกรม หรอ 5.3 kN โดยอปกรณเสรมลอยางลมมความแขงทจะสามารถรบน าหนกได ผลการทดลองแบบตดกาว ตารางท 4.7 แสดงผลการทดสอบการยดตดแบบตดกาว โดยการกดโหลดแบบหยดนง

Load (kN) Displacement(mm)

2 1.7 3 2.8 4 4.5 5 6 6 7.3 7 8.8

85

Pressure(bar)

0 2 4 6 8 10 12

Load(N

)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

P(bar) vs load average from loadcell No1 - load form loadcell No3

P(bar) vs load cal. from P

P(bar) vs load from regression

จากผลการทดสอบโดยการยดตดดวยกาว ดงแสดงในตารางท 4.7 พบวาระยะยบตวแบบยดตดกาวกบอปกรณเสรมลอยางลมจะมคาการยบตวนอยลงเมอเทยบกบแบบไมยดตดกาวดงแสดงในตารางท 4.6 เนองจากกาวเมอโดนอากาศจะเกดการแขงตวและท าหนาทไปอดชองวางระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอท าใหไมมชองวาง เมอกดโหลดจะเกดการยบตวเฉพาะยาง แตเมอไมมกาวกจะมชองวางบรเวณระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ เมอกดโหลดเขาไปยางกจะยบตวเขาไปตรงบรเวณชองวางดวย 2). การทดสอบหาระยะยบตวโดยการกดโหลดทสภาวะเคลอนท (Dynamic test) โดยการทดสอบการกดเพอหาระยะยบของชนงานโดยใชโหลดของลอยางลม ตามมาตรฐานลอยางลม มอก.367-2529 ซงลอยางลมมขนาด 195/60R15 ซงมประสทธภาพในการรบน าหนกสงสดท 530 กโลกรม หรอ 5.3 kN และทความเรว 23 km/hr โหลดทใชในการทดสอบบนเครองทดสอบประมาณ 6 bar หรอ 530 กโลกรมดงแสดงในรปท 4.20

รปท 4.20 แสดงตารางการใสโหลดของเครองทดสอบลอยางตน

86

วธการทดสอบม 2 แบบ คอ แบบไมตดกาว และแบบตดกาว ผลการทดลองแบบไมตดกาว ผลการทดลองพบวาอปกรณเสรมลอยางลมเกดการลนไถลกบกระทะลอ โดยทอปกรณเสรมลอยางลมหมนแตกระทะลอไมหมน ผลการทดลองแบบตดกาว ตารางท 4.8 แสดงผลการทดสอบการยดตดแบบตดกาว โดยการทดสอบแบบสภาวะเคลอนท (Dynamic test)

Load (kN) Displacement (mm)

2 5.6

3 9.1

4 -

5 -

6 -

7 - จากผลการทดสอบพบวาทระยะ 4 kN ดงแสดงในตารางท 4.8 พบวาชนกาวไมยดตดกบอปกรณเสรมลอยางลมแลว จงท าใหอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอไมตดกนและสงผลใหเกดการลนไถล โดยทอปกรณเสรมลอยางลมหมนเพยงอยางเดยวและกระทะลอไมหมน ดงนนการทดสอบจงสรปไดวาการยดตดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอดวยกาวจงไมสามารถน ามาใชยดกนได เพราะความเรวของลอทหมนท าใหเกดแรงเฉอนทบรเวณอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอจงท าใหอปกรณเสรมลอยางลมกบกะทะลอหลดออกจากกน นอกจากนนในสวนของบรเวณยดตดดวยกาวกยงไมสามารถยดตดไดท งหมดซงจะมชองวางระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ ซงนาจะมสาเหตมาจากการปรบแตงแมพมพทท าใหเหลกเกดการขยายตวเนองจากการตดดวยความรอน จงท าใหกาวหลดออกจากชนงานไดงาย เนองจากในการทดสอบชนกาวไมสามารถยดตดกนระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอได ดงนนจงมการหาวธยดตดแบบใหม เพอท าใหเกดความแขงแรงเพมมากขนจงมองวานาจะน า สกรมายดตดโดยท าการเจาะรของกระทะลอ และเจาะรชนงานของอปกรณเสรมลอยางลม ดงแสดง

87

ในรปท 4.21 โดยท าการออกแบบและค านวณ ซงน าสกรขนาด M10 ทท ามาจาก Stainless Steel จ านวน 1 ตวมายดตดกบอปกรณเสรมลอยางลม 1 ชน รวมทงหมด 3 ตว จากนนน ามายดตดกน และน ามาทดสอบดงน

รปท 4.21 แสดงการเจาะรชนงานและยดดวยสกร 3). การทดสอบการยดดวยสกรเพอหาระยะยบตวดวยการกดโหลดทสภาพหยดนง (Static) โดยการทดสอบเพอหาระยะยบของชนงานโดยใชโหลด ตามมาตราฐานลอยางลม มอก.367-2529 ลอยางมขนาด 195/60R15 โดยมประสทธภาพของการใชงาน และการรบน าหนกสงสด 530 กโลกรมหรอ 5.3 kN ตอลอ ซงมผลการทดสอบดงแสดงในตารางท 4.9 ตารางท 4.9 แสดงโหลดทกดลงบนชนงานและระยะยบของชนงาน

Load(kN) Displacement(mm)

1 6.1 2 7.7 3 12.4 4 14.1 5 15.2 6 16.2 7 17.6

88

4). การทดสอบการยดดวยสกรแบบ (Dynamic test) โดยการทดสอบการกดเพอหาระยะยบของชนงานโดยใชโหลดของลอยางลม ตามมาตรฐานลอยางลม มอก.367-2529 ซงลอยางลมมขนาด 195/60R15 ซงมประสทธภาพในการรบน าหนกสงสดท 530 กโลกรม หรอ 5.3 kN และทความเรว 23 กโลเมตรตอชวโมง ทความเรวรอบของเพลา 1450 rpm ซงโหลดทใชในการทดสอบบนเครองทดสอบทประมาณ 6 bar หรอ 530 กโลกรม ดงแสดงในรปท 4.20

รปท 4.22 แสดงอณหภมทเพมขนของลอทดสอบทความเรว 23 km/hr

จากผลการทดสอบพบวา ลอยางวงดวยความเรว 23 km/hrทเวลา 60 นาท ดงแสดงในรปท

4.22 อณหภมทแกมยางนนเพมขนเรอยๆ จนถง 69.3 องศาเซลเซยสจากนนสกรกเรมคลายตวจนท าใหเกดเสยงดง โดยทอปกรณเสรมลอยางลมไมเกดการระเบด จงปดเครอง และสงเกตวาสาเหตทเกดขนนนมาจากการเกดแรงกด (Compression) และแรงดง (Tensile) ของอปกรณเสรมลอยางลม จงท าใหโฟมยางเกดการยดตวและหดตวท าใหสกรทยดระหวางกระทะลอกบโฟมยางนนเกดชองวางและท าใหมเสยงดง จงท าใหสกรนนเรมคลายตวออกมา

Time (min)0 10 20 30 40 50 60 70

Tem

pera

ture

( C)

0

10

20

30

40

50

60

70

Run flat Tire Support Ring

89

4.4 ผลการทดลองกจกรรมท 4 น าอปกรณเสรมลอยางลมใสในลอยางลม โดยทยงไมมการเตมลม แลวทดสอบกบเครองลอยางตน Drum test ดการเปลยนแปลงของอปกรณเสรมลอยางลมภายในลอยางลม โดยการทดสอบแรงกดทตามมาตราฐานลอยางลม มอก .367-2529 ลอยางมขนาด 195/60R15 โดยมประสทธภาพของการใชงาน และการรบน าหนกสงสด 530 กโลกรมหรอ 5.3 kN ตอลอ ทดสอบทความเรว 23 km/hr (Maximum) ทเวลา 10 ชวโมง จากนนทดสอบโดยเจาะลอยางลม สงเกตดสมรรถณะและประสมธภาพของลอยาง ผลการทดสอบลอสามารถวงไดระยะทางประมาณ 230 km โดยทอณหภมภายนอกของลอยางลมสงสดอยท 50 องศาเซลเซยส และเมอน าอปกรณเสรมลอยางลมออกมาพบวาไมมการฉกขาดระหวางสกรกบอปกรณเสรมลอยางลม ซงอาจจะเปนไดวาเมอวงแบบมยางนอกดวยนน ยางนอกสามารถทจะรบน าหนกจากการกดของโหลด โดยจะชวยลดการรบโหลดแบบเตมๆของอปกรณเสรมลอยางลม เพราะวายางนอกมแกมยางทแขง และชวยรองรบโหลดสวนหนงไวกอนจะถงอปกรณเสรมลอยางลม ซงปจจบนนลอยางลมทนยมใชกนกคอยางเรเดยล เพราะมคณสมบตทแขงโดยมโครงสรางแขงแรงสามารถรองรบน าหนกไดด 4.5 ผลการทดลองกจกรรมท 5 คอ เมอรแนวโนมจากกจกรรมท 4 แลวจากนนน าอปกรณเสรมลอยางลมไปใสขางในลอยางลมและน าไปทดสอบกบเครองวดความคงทนของยาง (Endurance) โดยมเงอนไขการทดสอบดงน

5.1) ลอทดสอบจ านวน 3 ลอ และเตมลมในลอยางทมอปกรณเสรมลอยางลมอย ภายใน เพอทดสอบประสทธภาพและสมรรถนะของอปกรณเสรมลอยางลมทความเรวในชวง 60 80 และ100 km/hr โดยท าการทดสอบทลอละ 8 ชวโมงเพอสงเกตดขอจ ากดของอปกรณเสรมลอยางลมขณะมลมอยขางในลอ มผลการทดลองดงแสดงในตารางท 4.10 ตารางท 4.10 แสดงการทดสอบทชวงความเรวระหวาง 60-100 km/hr แบบมลม

ความเรว (km/hr) เวลา (นาท) ระยะทาง (km) ผลทได

60 30 30 Fail

80 20 27 Fail

100 - - Fail

90

5.2) ลอทดสอบจ านวน 3 ลอ ปลอยหรอเจาะรเพอใหลมภายในออกใหหมด และน าไปทดสอบประสทธภาพและสมรรถนะของอปกรณเสรมลอยางลม ทความเรวในชวง 40 60 และ 80 km/hr เพอสงเกตดขอจ ากดของอปกรณเสรมลอยางลมขณะไมมลมอยขางในลอ ผลการทดลองดงแสดงในตารางท 4.11 ตารางท 4.11 แสดงการทดสอบทชวงความเรวระหวาง 40-80 km/hr แบบไมมเตมลม

ความเรว (km/hr) เวลา (นาท) ระยะทาง (km) ผลทได

40 15 10 Fail

60 5 5 Fail

80 - - Fail

จากผลการทดลองพบวาลอยางทมการเตมลม ตองมการถวงศนยลอกอนจะท าการทดสอบ ซงลอยางทเตรยมไปนน มอปกรณเสรมลอยางลมทอยขางในและน าหนกมาก จงท าใหการถวงศนยลอไมเกดการสมดล ดงนนเมอน าไปทดสอบกบเครองวดความคงทนของยาง (Endurance) โดยกดน าหนกโหลดตามมาตรฐานของลอยางลม มอก.367-2529 ซงลอยางมขนาด 195/60R15 โดยมประสทธภาพของการใชงาน และการรบน าหนกสงสด 530 กโลกรมลอ ดงแสดงในรปท 4.23 (a) เมอท าการทดสอบทความเรว 60 km/hr จะเกดการสนแตสนไมมาก และเมอเวลาผานไปท 30 นาทจงเพมความเรวเปน 80 km/hr จะสงเกตเหนลอเกดการสนและมเสยงดงเพมขนอยางเหนไดชด ดงนนจงไมสามารถทจะทดสอบตอไปได จากการวเคราะหเบองตนพบวา มการเคลอนทของอปกรณเสรมลอยางลม เพราะมชองวางระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ ในการแกปญหาเบองตน จะท าโดยการใชกาวยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอเพอไมใหอปกรณเสรมลอยางลมเกดการเคลอนท ดงแสดงในรปท 4.23 (b) แตจะมปญหาในการน าเอายางลมมาสวมใส ตอมาจงไดน าเอาเขมขดรด ดงแสดงในรปท4.23(c) มารดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ เมอน าไปถวงศนยลอพบวาลอไมไดสมดล เพราะเขมขดรดจะมสวนทเปนเหลก จงท าใหไมเกดการสมดล จงท าใหไมสามารถทดลองตอไปยงเปาหมายได จากผลการทดลองพบวาลอยางทไมมลม หรอเสมอนสภาวะโดนของแหลมทมแทง และน าไปทดสอบกบเครองวดความคงทนของยาง (Endurance) โดยกดโหลดตามมาตรฐาน

91

ของลอยางลม มอก.367-2529 ซงลอยางมขนาด 195/60R15 โดยมประสทธภาพของการใชงาน และการรบน าหนกสงสด 530 กโลกรมลอ ทดสอบทความเรว 40 km/hr พบวาลอสามารถวงตอไปไดทเวลา 15 นาท เปนระยะทาง 10 km ลอเกดการสะบด และมเสยงดง เนองจากอปกรณเสรมลอยางลมเกดการกด (Compression) และปลอย (Tension) จงท าใหลอเกดการสะบด จนตองท าการหยดเครองแลวน ามาตรวจสอบพบวาลอยางเกดการขยายตวและมความรอนเกดขน เชนเดยวกนกบการทดสอบทความเรว 60 km/hr

รปท 4.23 (a) แสดงการทดสอบทแรงกดโหลดท 530 กโลกรม

(b) แสดงการยดตดโดยใชกาวยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ (c) แสดงการยดตดโดยใชเขมขดรดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ

(a) (b)

(c)

92

จากผลการทดลองนาจะสรปไดวาสวนทส าคญทสดทจะท าใหลอสามารถวงไดโดยสภาพมลมยางและไมมลมนน จะตองมการจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอใหแนน และในสวนของอปกรณเสรมลอยางลมนนจะตองมน าหนกเบาเพอทจะท าใหเกดสมดลลอ ซงจะแบงออกเปนสองทาง คอ ออกแบบและสรางแมพมพใหม หรอปรบแตงแมพมพ และอกทางคอออกแบบกระทะลอเพอใหมการจบยดกนระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอมความมนคง และยดตดกนแนน

93

บทท 5 สรปผลการวจย

5.1 สรปผลการวจย

1. ยางทเหมาะสมทน ามาใชในงานวจยน คอยางแผนรมควนชน 3 เนองจากยางแผนรมควนจะสามารถท าปฎกรยากบสารฟไดดกวายางสกมซงเปนยางทมโมเลกลต า มกลนเหมน และมผวไมเรยบ ดงนนยางแผนรมควนชน 3 จงเหมาะทจะน ามาขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลม ซงยางดงกลาวจะมราคาถก เพราะเปนยางเกรดต า และเปนยางทมการผลตมากทสดในประเทศไทยและเปนทนยมในอตสาหกรรมการผลตลอยาง ซงจะเหนไดจากสมบตทางกายภาพการทดลองท 4.1 จากสตร I , II ,III , IV ,V และ VI ตามล าดบโดยการเตมสารฟจะมผลตอการพองตว ความหนาแนน ปรมาตร ขนาดของรพรน และน าหนกของลอยางโฟมขนาดเลกของแตละสตร ถาเตมสารฟจ านวนมากจะท าใหความหนาแนนของลอยางโฟมนอย และท าใหมน าหนกเบาซงเหมาะส าหรบการน ามาขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลม แตถาเตมสารฟจ านวนมากเกนไปกจะสงผลท าใหยางเกดการพองตวเพมมากขน เพราะเซลลทอยภายในโฟมยางนนมขนาดกวางขน ซงจะสงผลไปยงน าหนกของโฟมยาง

2. การพองตวจากการใสปรมาณยางคอมปาวดทผสมสารฟ เมอใสยางคอมปาวดทปรมาณ 70%โดยปรมาตรของแมพมพ เปรยบเทยบกบใสยางคอมปาวดทปรมาณ 90% เพอเผอใหยางพองตวเทากบขนาดของชนงานจรง พบวายางทใส 70%โดยปรมาตรของแมพมพจะมขนาดของรพรนทใหญกวาท 90% โดยปรมาตรของแมพมพ แตการใสยางคอมปาวดทปรมาณ 70%โดยปรมาตรของแมพมพ นนจะมน าหนกนอยกวาท 90%โดยปรมาตรของแมพมพ แตอยางไรกตามในงานวจยนมจดประสงคเพอตองการยางทมความแขงทจะรบน าหนกจากการกดของโหลด ซงเมอเปรยบเทยบกนแลวปรมาณยางคอมปาวดท 90% โดยปรมาตรของแมพมพ จะมความแขงมากกวา ปรมาณยางคอมปาวดท 70% โดยปรมาตรของแมพมพ ดงนนจงเลอกใสปรมาณยางคอมปาวดท 90%โดยปรมาตรของแมพมพ ซงจะท าใหยางมความหนาแนนนอยและรบน าหนกไดด

3. ความแตกตางของการเตมสารฟชนด (DPT) Open-cell กบ (ADC) Close-cell ซงจะมการกระจายของเซลลทแตกตางกน โดยจะสงผลไปยงการรบโหลดและความรอนสะสมใน ในการทดลองท 4.2 จะเหนไดวาสารทเตมสารฟชนด (DPT) นนจะรบโหลดไดนอยกวาสารฟชนด (ADC) มสาเหตมาจากโครงสรางภายในของสารฟ และการพองตวของสารฟชนด DPT จะมการพองตวทงสามทศทาง สวน ADC นนจะมการพองตวเพยงสองทศทาง

94

4. การปรบคาความแขงของโฟมยาง โดยใชสารตวเตมชนดผงดนขาว (China clay) และ ผงหนปน (Calcium carbonate) พบวาโฟมยางมคาความแขงเพมขนอยางเหนไดชด และสามารถรบแรงกดไดมากกวาโฟมยางทไมไดเตมสารตวเตม ซงจะสงผลถงความแขงแรงตอการรบแรงกด และความทนทานตอการฉกขาด โดยทสารตวเตมชนดผงดนขาวจะมคาความแขงและการรบแรงกดมากกวาสารตวเตมผงหนปนเพยงเลกนอย ซงในงานวจยนจะใชผงดนขาวเปนหลก เพราะจะมราคาถกกวาผงหนปนเพอลดตนทนในการผลตอปกรณเสรมลอยางลม จากการทดลองจะเหนไดวาการเตมสารตวเตมยงสงผลถงการเกดความรอนสะสมภายในของลอโฟมยางขนาดเลกไดดกวาสตรทไมไดเตมสารตวเตม โดยการเตมสารตวเตมนนจะมพลงงานสะสมทดกวาสตรทไมไดเตมสารตวเตม 5. คณสมบตของโฟมยางทเหมาะสมเพอน ามาขนรปเปนอปกรณเสรมลอยางลมนนจะตองมความแขง มความทนทานตอการรบโหลด มน าหนกเบา มความคงทนตอความรอนสะสมทเกดขนภายในโฟมยางและคงทนจากการทมแทงดวยของแหลม ซงจากการทดลองพบวาสตรยางทเตมสารตวเตมและสารฟนนมคาความแขงทเพมขนและมคณสมบตการถายเทความรอนไดดเมอเทยบกบสารทไมไดเตมสารตวเตม จากนนน าผลทไดมาวเคราะหและท าการออกแบบชนงาน ซงในงานวจยนจะเลอกแบบท 1 โดยการออกแบบนนจะออกแบบชนงานเพออดขนรปเปนจ านวน 1 ชนแลวน ามาประกอบกนเปนจ านวน 3 ชน ซงจะไดเปนอปกรณเสรมลอยางลมจ านวน 1 ลอ เหตผลเพราะชนงานจไมมลกษณะทซบซอน สามารถขนรปไดงาย และมขอจ ากดของการออกแบบซงจะอธบายอยในรายละเอยดของขอเสนอแนะ 6. การศกษาการยดตดนนเปนสงส าคญในงานวจยหลกในครงน เพราะเปนตวแปรส าคญทจะท าใหอปกรณเสรมลอยางลมสามารถวงไดความเรวและระยะทางตามทตองการ เพอทจะน าไปสเปาหมายทตงไว จากผลการทดลองนาจะสรปไดวาสวนทส าคญทสดทจะท าใหลอสามารถวงไดโดยสภาพมลมยางและไมมลมนน จะตองมการจบยดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอใหแนน และในสวนของอปกรณเสรมลอยางลมนนจะตองมน าหนกเบาเพอทจะท าใหเกดสมดลลอ ซงจะแบงออกเปนสองทาง คอ ออกแบบและสรางแมพมพใหม หรอปรบแตงแมพมพ และอกทางคอออกแบบกระทะลอเพอใหมการจบยดกนระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอมความคงทน และยดตดกนแนน ซงรายละเอยดในการแกไขปญหาทเกดขน จะแสดงในสวนของหวขอขอเสนอแนะ

95

5.2 ขอเสนอแนะ 1. กระบวนการในการอดขนรปโฟมยางนน จะเปนกระบวนการทตรงขามกบการอดขนรปยาง เพราะโฟมยางเกดการขยายตวเนองจากสารฟ แตยางนนจะเกดการลนออก ดงนนในการควบคมผวของโฟมยางในการอดขนนนท าไดยาก ซงในงานวจยนกจะใชทงโฟมยางเปนชนยางในและยางเปนชนยางนอก โดยจะใสยางคอมปาวดทยางชนใน 85-90% และยางคอมปาวดชนนอก 10-15% เพอควบคมผวของชนงานใหมผวทเรยบตามทตองการ 2. ปจจยทชวยในการออกแบบชนงานกจะเปนสวนส าคญทจะท าใหไดชนงานออกมาใชงานไดตามวตถประสงคทตงไว ซงในงานวจยนมขอบเขตและขอจ ากดดงน คอ เครองอดขนรปยาง (Hot press machine) ทมขนาด 60cm x 60cm จงจะตองท าใหชนงานนนมขนาดความกวาง ความยาวและความหนาใหเทากบขนาดของเครองอดขนรปยาง ซงในทนจะตองแบงชนงานออกเปน 3 ชน ซงในการยดกนระหวาง 3 ชนจะยากกวาสองชน 3. การปรบแตงแมพมพโดยการตดดวยความรอนนนจะท าใหเหลกเกดการขยายตว ดงนนจงท าใหชนงานทไดหลงการอดขนรปมลกษณะทผดรปออกไปจากเดม ซงเปนรายละเอยดทส าคญทจะสงผลไปถงชนงานและการทดสอบดวย 4. การท าอปกรณเสรมลอยางลมนนจะตองค านงถงการใชงานเปนส าคญ โดยปจจยหลกทสงผลตอการใชงาน คอ ความแขงของชนงาน น าหนกเบา สามารถรบการกดของภาระโหลดไดด มการยดตดอยากคงทนและแขงแรงเพอท าใหการถวงลอมความสมดล ชนงานสามารถน ามาตดตงภายในลอยางลมไดอยางสะดวกดวย 5.การเกดการสนของลอยางจากการทดสอบ เนองมาจากสาเหต คอ อปกรณเสรมลอยางลมมน าหนกมาก และมชองวางระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ ดงแสดงในรปท 5.1 เมอน าลอยางไปท าการถวงศนยลอ พบวาลอยางไมไดสมดล เมอน าไปทดสอบกบเครองทดสอบความทนทาน โดยทดสอบทความเรว 20-100 km/hr พบวาทดสอบทความเรวต าๆ ชวง 20-60 km/hr เกดการสนนอยมาก แตเมอเพมความเรวท 80-100 km/hr พบวาเกดการสนอยางเหนไดชด ดงนนเพอท าการลดปญหาการสนจะตองหาวธการยดตดระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ เพอลดชองวาง

96

รปท 5.1 แสดงชองวางระหวางการอดโหลดขณะทดสอบ

6.การออกแบบชนงานใหเหมาะสมกบการใชงานโดยใหมประสทธภาพมากทสด ซงจะตองขนอยกบปจจยตาง โดยในงานวจยนมขอจ ากดในการออกแบบ ดงน 1). เครองอดขนรปยาง (Hot press machine) ทมขนาด 60cm x 60cm จงตองท าใหชนงานนนมความกวางและความยาวใหเทากบขนาดของเครองอดขนรปยาง ซงในทนจะตองแบงชนงานออกเปน 3 ชน แลวน ามาประกอบกนเปนลอ 1 ลอ 2). ชนงานจะตองไมมลกษณะทซบซอนมากจนเกนไป เพราะจะท าใหคาใชจายในการสรางแมพมพนนมราคาสง 3). จะตองมความสะดวกในการตดตงบนแทนอดขนรปยาง และเครองทดสอบ 4). สามารถน าไปใชกบกระทะลอยหอไหนกได แตขนาดของขอบกระทะลอจะตองมขนาด 15 นว เทานน แตถาจะน าไปใชพฒนาตอไปในอนาคต ควรจะตองลดจ านวนชนใหเหลอ 1 ชนหรอ 2 ชน เพอจะท าใหชนโฟมยางนนสามารถรดตดกนใหแนนรอบกระทะลอ เพอการลดชองวางและเกดการสนทเกดขนเนองจากลอไมไดศนยลอหรอการสมดลลอ และใชตวยดกนระหวางแผนใหนอยทสด เพอไมใหลอยางวงบนทองถนนนนเกดการกระเดงกระดอนเนองมาจากตวจบยด 7.การจบยดชนโฟมยางเขาดวยกนเปนสวนทส าคญ เนองจากการยดจบใชสกรเปนตวยดจบนนมความแขงเพราะวาเปนวสดทท ามาจากสแตนเลส เมอลอยางเกดการหมนบนดรมทดสอบ พบวาบรเวณทเชอมทเปนสกรนน เกดการกระเดงกระดอน เหมอนรถวงผานพนถนนทขรขระ

ดรม กระทะลอ

ลอยางลม

อปกรณเสรมลอยางลม

ชองวางระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ

97

8.งานวจยนสามารถน าไปใชกบงานทความเรวไมสงมากนก ซงในงานทางทหารกจะสามารถน าไปใชในรถกภยเพอชวยเหลอผบาดเจบใหปลอดภย เพราะรถสามารถเขาไปถงพนทเกดเหตกอน เมอโจรกอการรายมการวางระเบดและตะปเรอใบ เพอไมใหเจาหนาทปฎบตงานเขาถงทเกดเหต 9.การยดตดพนผวระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอโดยใช Flat Surface ทมความแตกตางกน จะสงผลไปถงการยดตดทด เนองมาจากการเกดการสนของลอทไมไดสมดล จงท าใหลอยางไมสามารถวงทความเรวสงๆได ดงนนการยดตดกนระหวางอปกรณเสรมลอยางลมจะตองท าใหพนทผวของชนงานหรอพนทผวของกระทะลอใหมผวทขรขระ ซงจะชวยการยดตดโดยใชกาวไดดยงขน รวมไปถงตวอปกรณเสรมลอยางลมจะตองมการออกแบบใหมมมเอยงทเพมผวสมผสใหกบกระทะลอไดมากขน เพอจะไดมการยดตดทดและลอยางจะไมเกดการลนไถล (Roll without slip) ซงจะสงผลไปถงการสนสะเทอนหรอสมดลลอใหนอยลงได 10.แนวทางในการพฒนางานตอไปในอนาคต แบงออกเปน 3 แนวทางดงน 10.1 ออกแบบชนงานใหม ใหมลกษณะของการจบยดกนระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ โดยการรดกนใหแนน เพอลดชองวางระหวางชนงาน อนจะเปนสาเหตทท าใหลอยางเกดการลนไถลขณะวง และท าใหลอยางเกดการไมไดสมดลลอ ซงจะท าใหรถไมสามารถขบทความเรวสงๆได ในการออกแบบนนจะตองค านงถงจ านวนชนโฟมยางทน ามายดตดกน ซงในงานวจยนจะใชชนงานทงหมด 3 ชนมาประกอบกนใหเปนจ านวน 1 ลอ จะเหนไดวามรอยยดเชอมตอกนอย 3 จด โดยทงสามจดนจะใชสกรเปนตวยด ซงจะเกดปญหาตรงบรเวณน เมอลอเกดการหมนจดตรงปรเวณรอยเชอมจะมความแขงดงนนจะเกดการกระดอน เหมอนกบการวงบนพนถนนขรขระ สาเหตทท าการออกแบบชนโฟมยางเปน านวน 3 ชนนนเพราะวาเครองอดยางมขนาดเพลททเลก แตถามเครองอดอยางทมขนาดใหญกควรทจะลดจ านวนชนโฟมยางลง เพอท าใหลดจดทเชอมตอใหนอยทสด ถาเปนไปไดควรสรางชนโฟมยางเปนชนเดยวแลวท าการรดดวยสายรดเพอใหเกดการแนนเขาดวยกนระหวางอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอ 10.2 ออกแบบกระทะลอเปนแบบสองชน ชนในลอคตวอปกรณเสรมลอยางลมเขาดวยกนและตดดวยกาวเพอไมไหเกดการเคลอนท สวนชนนอกกยดตดกบดมลอเพอใสลอยางลมเขาไป แตอยางไรกตามกมขอเสยใสวนของราคาสง และเหมาะส าหรบกระทะลอเพยงชนดเดยว 10.3 ออกแบบตวอปกรณเพอใสลอยางลมนอกเขาในอปกรณเสรมลอยางลมกบกระทะลอใหมความสะดวกและรวดเรวในการตดตง ซงในงานวจยนคอนขางเปนอปสรรคในการตดตงเพราะใชเวลานาน ซงถามตวอปกรณดงกลาวกจะสามารถใสลอยางลมนอกไดอยางรวดเรว

98

ป ญหาดงกลาวขางตนจะตองยอนไปถงในสวนของการออกแบบชนงานดวย เพราะชนงานมความหนาจงใสยางลมนอกเขาล าบาก ดงนนในสวนของการออกแบบจะตองค านงถงในสวนนดวย

99

บรรณานกรม

Daniel K. and Kurt C.F. 1991. Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology, New York, Hanser, pp. 17-45, 375-408

Patent US 2007/0000586 A1(2007) - Foam insert designed to incorporated into an assembly for running at reduced pressure.

Patent US 3,650,865 (1972) - Method of inflating tires with foamable material. Patent US 7,342,064B2 (2008) Rubber composite for tire and run flat tire having reinforcing layer

composing the same. Patent US 6,776,034 B2 (2004) - Run-flat tire component. Patent US 4,281,700 (1981) - Run-flat vehicle tire. Patent US 4,334,565 (1982) -Tire Insert. Patent US 4,371,023 (1983) - Tubeless tire with insert for preventing collapse in the event of air

pressure. กระบวนการขนรปผลตภณฑยางดวยแมพมพ (ออนไลน). 2553. สบคนจาก:

http://www.bloggang.com (30 มนาคม 2553) กระบวนการผลต (ออนไลน). สบคนจาก: http://rubber.sc.mahidol.ac.th/rubbertech/process.htm (30 พฤศจกายน 2551) การทดสอบสมบตเชงกล (ออนไลน). สบคนจาก:

http://www.rmutphysics.com (9 มกราคม 2553) ขอมลของโฟมยางพาราธรรมชาต (ออนไลน). สบคนจาก:

http://www.excellamattress.com (9 มกราคม 2552) ขอมลจากตราดกลางยางพารา อ.หาดใหญ จ.สงขลา (ออนไลน).สบคนจาก: http://www.rubber.co.th วนท 5 พฤษภาคม 2555 ความรเรองยางธรรมชาต (ออนไลน). สบคนจาก:

http://cid 80e7733cc14b144d.spaces.live.com (9 มกราคม 2552) ธระวฒน เพชรด, เจรญยทธ เดชวายกล, พษณ บญนวล, วรยะ ทองเรอง, “การศกษาการน าลอยาง

ตนรถฟอรคลฟทใชกบรถปคอพส าหรบวงฝาตะปเรอใบ”, การประชมวชาการทางวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยสงขลานครนทร ครงท 3 44-44 พฤษภาคม 4774

เบญจพร 2551. วสดผสมสามองคประกอบท าจากยางธรรมชาตและตวเตมนาโนเปนตวตรวจรทาง

100

อเลกทรอนกส.วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต มหาวทยาลยสงขลานครนทร บญธรรม นธอทย และปรชา ปองภย 2534. คมอปฏบตการเทคโนโลยยาง II หนา 38-53 คณะ

วทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยสงขลานครนทร ประวทย จงนมตรสถาพร.2547. เครองวดความแขงของยาง(Durometer) โครงการฟสกสและ วศวกรรม.(ออนไลน). สบคนจาก:

http://www.dss.go.th (30 มนาคม 2553) พงษธร แซอย,“สารเคมยาง”,ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต,2548 พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห 2550. กระบวนการผลตและการทดสอบ ศนยเทคโนโลยโลหะ และวสดแหงชาต .กรงเทพฯ. พรพรรณ นธอทย .สารเคมส าหรบยาง. คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย

มหาวทยาลยสงขลานครนทร วทยาเขตปตตาน, 2528. เลก สคง.2543. วสดวศวกรรมและอตสาหกรรม พมพครงท 2. หนา 112-114. หนวยโสตทศนศกษา

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร วระชย 2552. การสนสะเทอนของลอยางตนสองชน.วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

มหาวทยาลยสงขลานครนทร วราภรณ ขจรไชยกล และคณะ. 2539. สตรและวธการผลตยางรองรบแทนเครอง. ศนยวจยและ

พฒนาผลตภณฑยาง สถาบนวจยยาง. กรงเทพฯ. วราภรณ ขจรไชยกล. 2549. ยางธรรมชาตการผลตและการใชงาน ส านกพมพหางหนสวนจ ากดซ

โนดไซน.กรงเทพฯ. ศนยสารสนเทศยานยนต. ท าความรจก Run Flat tyre (ออนไลน).สบคนจาก:

http://automobile.mweb.co.th/news/วนท 20 พฤษภาคม 2555 ศนยวจยและพฒนาอสาหกรรมยางไทยม.มหดล ศาลายา(ออนไลน).สบคนจาก:

http://www.rubbercenter.org/index.php/tyre-test/6-tyre-lab วนท 4 เมษายน 2555 หนวยเทคโนโลยยาง คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล (ศาลายา) จงหวดนครปฐม. 2552. เสนห รกเกอ, เจรญยทธ เดชวายกล, วรยะ ทองเรอง,คณดถ เจษฎพฒนานนท,พฤทธกร สมตไมตร

“สมดลแรงเหวยงรอบแกนหมนของลอยางตนสองชน ”, การประชม วชาการเครอขายเครองกลแหงประเทศไทย ครงท 20, 18-20 ตลาคม 2549, จงหวดนครราชสมา, ประเทศไทย

สมาคมยางพาราไทย (ออนไลน). สบคนจาก: http://www.thainr.com/th/index.php วนท 4 เมษายน 2555

101

ส านกงานกองทนสนบสนนงานวจย (ออนไลน).สบคนจาก: http://research.trf.or.th/node/1444 วนท 4 เมษายน 2555

102

ภาคผนวก

103

ภาคผนวก ก

แบบอปกรณทสรางขนส าหรบงานวจย

102

103

104

105

1 Run flat tire piece 1 2 Run flat tire piece 2 3 Run flat tire piece 3 4 Wheel size 15 inch 5 Screw M10 3 pieces

1 2

3

4

5

108

ภาคผนวก ข ผลการทดสอบสมบตเชงกลของยางวลคาไนซสตรตางๆ

109

ตารางท 1 สมบตการรบแรงกดของยางสตร A

ตารางท 2 สมบตการรบแรงกดของยางสตร B

Deformation (%) Comp. load (N) 0.6 3.3 5.6 85.7

10.5 184.1 15.0 264.9 20.1 357.2 25.9 466.4 30.3 568.9 35.7 726.9 40.5 955.5 45.3 1373.5 49.9 2216.3

Deformation (%) Comp. load (N) 1.0 5.9 5.1 74.2

10.6 168.3 15.5 245.3 20.2 309.4 25.5 388.5 29.6 453.6 35.8 624.0 40.2 812.4 45.2 1209.3 49.9 1924.2

110

ตารางท 3 สมบตการรบแรงกดของยางสตร C

ตารางท 4 สมบตการรบแรงกดของยางสตร D

Deformation (%) Comp. load (N) 0.9 -1.7 5.6 124.1

10.2 257.8 15.5 413.0 20.2 561.4 25.7 747.3 30.6 940.8 35.2 1179.4 40.1 1541.2 45.1 2206.5 49.9 3333.3

Deformation (%) Comp. load (N) -0.2 -14.0 5.0 69.6

10.9 374.9 16.0 601.7 20.0 810.4 25.7 1119.2 30.4 1437.2 35.3 1876.5 40.1 2500.3 45.2 3434.0 50.3 5562.1

111

ตารางท 5 สมบตการรบแรงกดของยางสตร E

ตารางท 6 สมบตการรบแรงกดของยางสตร F

Deformation (%) Comp. load (N) -0.2 -39.2 5.7 120.8

10.2 329.7 15.1 536.3 20.7 793.2 25.6 1057.2 30.4 1361.4 35.2 1748.1 40.3 2404.1 45.2 3404.4 50.6 5748.0

Deformation (%) Comp. load (N) -0.2 -15.1 5.7 108.3

10.3 367.9 15.7 652.2 20.6 903.9 25.0 1153.0 30.5 1519.6 35.3 1931.5 40.2 2507.3 45.0 3342.5 50.7 5309.0

112

ตารางท 7 สมบตการรบแรงกดของยางสตร G

Deformation (%) Comp. load (N) -0.2 -28.4 5.8 122.9

10.4 342.4 15.6 594.4 20.6 840.6 25.3 1090.3 30.3 1383.2 35.4 1798.6 40.1 2340.0 45.1 3218.3 50.0 4999.1

113

ตารางท 1 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร A

Comp. strain Comp. stress 0.00 0.00 5.36 0.16

10.34 0.48 15.03 0.77 20.15 1.11 25.41 1.46 30.73 1.85 35.27 2.25 40.48 2.83 45.03 3.59 49.43 4.67 49.14 4.46 45.57 3.08 40.72 2.26 35.94 1.76 30.51 1.36 25.96 1.08 20.85 0.79 15.59 0.50 10.04 0.24 5.86 0.03 0.20 0.00

114

ตารางท 2 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร B

Comp. strain Comp. stress 0.58 0.00 5.59 0.12

10.55 0.26 15.03 0.37 20.07 0.50 25.88 0.66 30.29 0.80 35.66 1.02 40.48 1.34 45.28 1.93 49.13 2.62 49.10 2.63 45.83 1.62 40.69 1.04 35.95 0.76 30.57 0.59 20.33 0.37 15.40 0.26 10.38 0.16 5.98 0.07 0.50 0.00 0.00 0.00

115

ตารางท 3 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร C

Comp. strain Comp. stress 0.28 0.04 5.67 0.45

10.21 0.79 15.21 1.16 20.59 1.61 25.01 1.97 30.52 2.52 35.15 3.05 40.31 3.81 45.62 5.03 49.83 6.61 49.71 6.39 45.81 4.35 40.82 3.23 35.87 2.57 30.53 2.03 25.57 1.61 20.96 1.25 15.47 0.86 10.32 0.54 5.78 0.27 0.53 0.02

116

ตารางท 4 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร D

Comp. strain Comp. stress 0.41 -0.23 5.69 0.28

10.35 0.83 15.45 1.39 20.24 1.92 25.45 2.56 30.44 3.35 35.13 4.33 40.29 6.13 45.14 9.60 49.78 19.83 49.48 18.42 45.98 8.79 40.97 5.04 35.76 3.20 30.95 2.25 25.88 1.59 20.56 1.06 15.42 0.62 10.75 0.24 5.63 -0.16 0.96 -0.34

117

ตารางท 5 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร E

Comp. strain Comp. stress 0.46 -0.21 5.64 0.40

10.28 0.92 15.59 1.45 20.32 1.86 25.28 2.37 30.23 2.95 35.37 3.90 40.28 5.37 45.13 8.28 49.66 15.74 49.64 15.37 45.70 6.64 40.68 3.70 35.67 2.42 30.99 1.79 25.98 1.32 20.96 1.00 15.80 0.65 10.91 0.34 6.00 0.05 0.56 -0.28

118

ตารางท 6 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร F

Comp. strain Comp. stress 0.50 -0.07 5.58 0.32

10.20 0.89 15.53 1.50 20.13 2.04 25.34 2.71 30.32 3.45 35.41 4.38 40.03 5.57 45.19 7.68 50.01 11.68 49.98 11.40 45.73 6.52 40.61 4.38 35.85 3.32 30.86 2.54 25.77 1.92 20.89 1.40 15.91 0.95 10.80 0.47 5.50 0.01 0.99 -0.10

119

ตารางท 7 ความเคนและความเครยดของสมบตการเกดฮสเตอรสสของยางสตร G

Comp. strain Comp. stress 0.50 -0.20 5.07 0.27

10.21 0.85 15.72 1.46 20.27 1.97 25.02 2.56 30.16 3.27 35.66 4.26 40.06 5.30 45.20 7.24 49.88 10.68 49.87 10.48 45.71 6.29 40.56 4.38 35.72 3.33 30.03 2.49 25.55 1.95 20.87 1.47 15.99 1.00 10.60 0.50 5.68 0.04 0.83 -0.26