แผ่นแซนวิชน้ำหนักเบาจากไส้ไม้ปาล์มน้ำมันและผิวไม้บางยางพารา

Lightweight Sandwich Panel from Oil Palm Wood Core and Rubberwood Veneer Faces

Name: Suthon Srivaro

keyword: Sandwich construction

Classification :.LCCS: TA492.S25 S966 2014

; Paneling

; Lightweight construction

Abstract: ต้นปำล์มน้ำมันซึ่งปลูกเพื่อผลิตผลน้ำมันปำล์ม โดยทั่วไปถูกตัดโค่นเพื่อปลูกใหม่หลังจำกอำยุประมำณ 25 ปีเมื่อผลิตผลน้ำมันปำล์มไม่คุ้มค่ำทำงเศรษฐกิจ ชีวมวลปำล์มน้ำมันรวมถึงล้ำต้นปำล์มน้ำมันซึ่งมีเป็นปริมำณมำกนั นยังไม่มีกำรน้ำไปใช้ประโยชน์อย่ำงมีประสิทธิภำพ เนื่องด้วยควำม ผันแปรที่สูงในสมบัติทำงกำยภำพและทำงกลของไม้ปำล์มน้ำมันส่งผลให้มีควำมยุ่งยำกหลำยประกำรต่อกำรใช้ไม้ในงำนด้ำนต่ำงๆ วิทยำนิพนธ์นี ศึกษำควำมเป็นไปได้ของกำรใช้ล้ำต้นปำล์มน้ำมันซึ่งมีควำมหนำแน่นต่้ำเป็นส่วนไส้ของแผ่นแซนวิชที่ปิดผิวด้วยไม้บำงยำงพำรำ ในขั นแรกแผ่นแซนวิชซึ่งประกอบด้วยไส้ไม้ปำล์มน้ำมันและผิวไม้บำงยำงพำรำถูกผลิตในห้องปฏิบัติกำรโดยศึกษำปัจจัยกำรผลิต 4 ปัจจัย คือ ปริมำณของกำวเมลำมีนยูเรียฟอร์มัลดีไฮด์ (melamine-urea-formaldehyde, MUF) 3 ระดับ (150 กรัมต่อตำรำงเมตร, 250 กรัมต่อตำรำงเมตร และ 350 กรัมต่อตำรำงเมตร โดยน้ำหนักเนื อกำว) ควำมหนำของไม้บำงยำงพำรำ 3 ควำมหนำ (0.7 มิลลิเมตร, 1.8 มิลลิเมตร และ 2.7 มิลลิเมตร) ควำมหนำแน่นของไม้ปำล์มน้ำมัน 3 ช่วง (22314 กิโลกรัมต่อลูกบำศก์เมตร, 30135 กิโลกรัมต่อลูกบำศก์เมตร และ 41833 กิโลกรัมต่อลูกบำศก์เมตร) และ แนวเสี ยนของไส้ไม้ปำล์มน้ำมัน 2 แนว (ขนำนและตั งฉำกกับผิวของแผ่นแซนวิช) จำกนั นตรวจสอบสมบัติของแผ่นที่ผลิตได้ทั งสมบัติทำงกำยภำพซึ่งประกอบด้วย ควำมหนำแน่นของแผ่น กำรพองตัวทำงควำมหนำ (thickness swelling, TS) กำรดูดซับน้ำ (water absorption, WA) และ กำรน้ำควำมร้อน (thermal conductivity, ) และสมบัติทำงกลซึ่งประกอบด้วย กำรต้ำนทำนแรงถอนของตะปูเกลียว (screw withdrawal resistance, SWR) โมดูลัสควำมยืดหยุ่น (modulus of elasticity, MOE) และโมดูลัสกำรแตกหัก (modulus of rupture, MOR) นอกจำกนั นได้ท้ำกำรจ้ำลองค่ำควำมแข็งตึงและก้ำลังภำยใต้กำรดัดแบบสำมจุดของแผ่นแซนวิชในรูปฟังก์ชันของ ควำมหนำแน่นและทิศทำงเสี ยนของไส้ไม้ปำล์มน้ำมัน ควำมหนำของไม้บำงยำงพำรำ และควำมยำวของคำน โดยกำรใช้ทฤษฎีคำนยืดหยุ่นเชิงเส้น จำกนั นได้ท้ำกำรผลิตแผ่นไม้แซนวิชขนำดเชิงพำณิชย์โดยกำรใช้เครื่องมือในกระบวนกำรผลิตของไม้อัดในอุตสำหกรรม iv ผลกำรศึกษำพบว่ำ สำมำรถผลิตแผ่นไม้แซนวิชไส้ไม้ปำล์มน้ำมันได้ส้ำเร็จ โดยแผ่นที่ได้มีค่ำควำมหนำแน่นน้อยกว่ำ 500 กิโลกรัมต่อลูกบำศก์เมตร ซึ่งจัดได้ว่ำเป็นวัสดุมวลเบำ โดยปริมำณของกำวที่ใช้ในช่วงที่ท้ำกำรศึกษำไม่มีผลต่อสมบัติใดๆของแผ่นที่ท้ำกำรตรวจสอบ และพบว่ำค่ำควำมหนำแน่นของไส้ไม้ปำล์มน้ำมันที่เพิ่มขึ น (200-450 กิโลกรัมต่อลูกบำศก์เมตร) ส่งผลให้ค่ำ  (0.06–0.11 วัตต์ต่อเมตร-เคลวิน) SWR (410-908 นิวตัน) MOR (15.8-46.3 เมกะปำสคำล) และ MOE (5,472-9,323 เมกะปำสคำล) เพิ่มขึ น แต่ส่งผลให้ค่ำ WA (172-51 เปอร์เซนต์) ลดลง โดยที่ไม่ส่งผลกระทบต่อค่ำ TS เลย แผ่นที่มีแนวเสี ยนของไส้ไม้ปำล์มน้ำมันตั งฉำกกับผิวของแผ่นมีค่ำ TS ต่้ำกว่ำ และมีค่ำ  และควำมเครียดที่จุดแตกหักในกรณีที่แผ่นพิบัติด้วยกำรเฉือนในไส้ไม้ปำล์มน้ำมันสูงกว่ำเมื่อเทียบกับแผ่นที่มีทิศทำงของเสี ยนไม้ปำล์มน้ำมันขนำนกับผิวของแผ่น สมกำรทำงคณิตศำสตร์ที่ได้จำกควำมสัมพันธ์ระหว่ำงควำมหนำแน่นของแผ่นและสมบัติของแผ่นที่ตรวจสอบซึ่งประกอบด้วยค่ำ WA,  และ SWR สำมำรถใช้เพื่อท้ำนำยและออกแบบสมบัติของแผ่นตำมที่ต้องกำรได้ และพบว่ำทฤษฎีคำนยืดหยุ่นเชิงเส้นโดยอำศัยสมกำรค่ำโมดูลัสยืดหยุ่นและค่ำก้ำลังเฉือนของไม้ปำล์มน้ำมันในรูปฟังก์ชันของค่ำควำมหนำแน่นนั นเพียงพอที่จะใช้เพื่อท้ำนำยค่ำควำมแข็งตึงและก้ำลังภำยใต้กำรดัดของคำนแซนวิชได้ ทั งนี ได้เสนอสมกำรที่ใช้ส้ำหรับท้ำนำยค่ำควำมแข็งตึงและค่ำแรงพิบัติของแผ่นแซนวิชไส้ไม้ปำล์มน้ำมันเพื่อควำมสะดวกในกำรใช้ทำงปฏิบัติอีกด้วย ในท้ำยที่สุด แผ่นแซนวิชไส้ไม้ปำล์มน้ำมันที่ปิดผิวด้วยไม้บำงยำงพำรำขนำดเชิงพำณิชย์สำมำรถผลิตได้ส้ำเร็จโดยกำรใช้เครื่องมือในกระบวนกำรผลิตไม้อัดในอุตสำหกรรม จำกนั น แผ่นแซนวิชที่ผลิตได้ถูกน้ำไปท้ำเป็นผลิตภัณฑ์ต้นแบบซึ่งได้แก่ โต๊ะและเก้ำอี จึงเห็นได้ว่ำแผ่นแซนวิชที่ใช้ไม้ปำล์มน้ำมันเป็นไส้สำมำรถเพิ่มมูลค่ำของเศษเหลือล้ำต้นปำล์มน้ำมันได้โดยกำรเปลี่ยนไปเป็น แผ่นไม้น้ำหนักเบำที่มีควำมแข็งแรงสูง ผลิตภัณฑ์นี มีศักยภำพที่จะสำมำรถใช้ส้ำหรับผลิตเฟอร์นิเจอร์ มวลเบำและใช้เป็นแผ่นฉนวนทำงโครงสร้ำง เช่น ผนังหรือเพดำนในอำคำร เป็นต้น

Abstract: Oil palm trees, planted for palm oil production, are generally felled for replanting after about 25 years when the palm oil production becomes uneconomical. Oil palm biomass including oil palm trunks, available in large amounts, has not been effectively utilized. Large variations in the physical and mechanical properties have caused many difficulties in use of the wood for applications. This thesis explores the possibility of using low density oil palm trunk as a core section of a sandwich panel overlaid with rubberwood veneer faces. Sandwich panels consisting of an oil palm wood core and rubberwood veneer faces were first manufactured in laboratory. Four manufacturing parameters were examined, i.e., three levels of melamine-urea-formaldehyde (MUF) adhesive content (150 g/m2, 250 g/m2 and 350 g/m2 solid basis), three different rubberwood veneer thicknesses (0.7 mm, 1.8 mm and 2.7 mm), three different oil palm wood core densities (22314 kg/m3, 30135 kg/m3 and 41833 kg/m3) and two types of grain orientation of the oil palm wood core (parallel and perpendicular to the panel’s surface). Some physical properties including panel density, thickness swelling (TS), water absorption (WA) and thermal conductivity () and mechanical properties including screw withdrawal resistance (SWR), modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR) of the sandwich panels were investigated. The center point bending’s stiffness and strength of the produced sandwich panels were modeled as functions of density and grain orientation of oil palm wood core, rubberwood veneer thickness and span length using linear elastic beam theory. Finally, the manufacture of commercial-size sandwich panels was performed using an industrial plywood production line. ii The oil palm wood core sandwich panels were successfully manufactured with a density of less than 500 kg/m3, classified as a lightweight material. The level of resin content within the range studied did not influence any properties of the panels. Higher core density (200-450 kg/m3) increased the values of  (0.06–0.11 W/m.K), SWR (410-908 N), MOR (15.8-46.3 MPa) and MOE (5,472-9,323 MPa) but decreased the value of WA (172-51 %) without an effect on the TS of the panels. Panels with the core grain direction oriented perpendicular to panel’s surface possessed lower values of TS but higher values of  and strain at fracture when the panel failed in a mode of core shear under bending test than those oriented parallel. The relationship between panel density and the measured WA,  and SWR of the sandwich panels expressed as mathematical equations could be used to predict and design the expected properties of this type of sandwich panel. The linear elastic beam theory used with expressions of the Young’s moduli and shear strength of the oil palm wood as a function of density adequately predicted the bending stiffness and strength of the sandwich beams. The stiffness and failure load equations of the oil palm wood core sandwich panel were also proposed for practical uses of this product. Finally, the commercial-size oil palm wood core sandwich panels overlaid with rubberwood veneer faces were successfully manufactured using an existing industrial plywood production line. Lightweight prototype furniture, i.e., a table and chair were constructed from the panels produced. The sandwich panel made using oil palm wood as a core could add the value to leftover oil palm trunks by converting it into strong lightweight panels. This product has good potential for lightweight furniture applications and structural insulated uses such as walls or ceilings in the building sector.

WALAILAK UNIVERSITY. CENTER FOR LIBRARY RESOURCES AND EDUCATIONAL MEDIA

Address: NAKON SI THAMMARAT

Email: clm@wu.ac.th

Name: Nirundorn Matan

Role: Advisory Committee Chairman

Created: 2559

Modified: 2559-06-21

Issued: 2559-06-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TA492.S25 S966 2014

tha

DegreeName: ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต (วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุ)

Level: Doctoral Degree

Descipline: Materials Science and Engineering

Grantor: Walailak University

©copyrights มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Front Pages.pdf	82.92 KB	35	2025-04-15 19:41:24
2	Abstract.pdf	430.64 KB	48	2025-05-07 22:22:52
3	Chapter 1.pdf	792.9 KB	24	2023-06-27 12:12:49
4	Chapter 2.pdf	1.12 MB	24	2023-06-27 12:11:57
5	Chapter 3.pdf	423.57 KB	24	2023-06-27 12:13:12
6	Chapter 4.pdf	887 KB	23	2023-06-27 12:13:48
7	Chapter 5.pdf	984.53 KB	16	2023-06-27 12:14:03
8	Chapter 6.pdf	948.68 KB	15	2023-06-27 12:14:17
9	Chapter 7.pdf	26.09 KB	39	2023-06-27 12:55:42
10	Bibliography.pdf	87.19 KB	20	2023-06-09 08:28:04
11	CV.pdf	18.6 KB	14	2023-01-24 19:31:57

ใช้เวลา

0.061044 วินาที