เมื่อโลกต้องการกระจกที่ ‘ไม่ทำร้ายใคร’ ย้อนรอยกระจกนิรภัยยุคแรก (History of Laminated Glass)

กระจกลามิเนตสิ่งประดิษฐ์ที่ได้แรงบันดาลใจจากอุบัติเหตุในห้องปฏิบัติการ ที่เปลี่ยนโฉมภูมิทัศน์เมืองไปทั้งโลก อีกทั้งยังเปลี่ยนหน้าประวัติศาสตร์วัสดุกระจกที่สามารถให้ความปลอดภัยแก่ผู้ใช้งานได้ ในวันนี้ “ประวัติ(วัสดุ)ศาสตร์” โดย Wazzadu Encyclopedia ขอพาทุกท่านย้อนเวลาไปรู้จักความเป็นมาและการเกิดขึ้นของ ‘กระจกลามิเนต’ กันครับ

กระจกลามิเนตคืออะไร? (What is Laminated Glass?)

กระจกลามิเนต คือ  กระจกนิรภัยที่ประกอบด้วยกระจกตั้งแต่ 2 แผ่นขึ้นไป ยึดติดกันด้วยฟิล์มพลาสติกเหนียว เช่น ฟิล์ม PVB (Poly Vinyl Butyral) หรือ SGP (Sentry Glass) มาวางไว้ตรงกลาง ก่อนจะปล่อยกระจกแผ่นที่ 2 เข้ามาวางทับกระจกแผ่นแรกให้พอดีกัน ทำให้เมื่อกระจกแตก เศษกระจกจะยึดติดอยู่กับฟิล์ม ไม่ร่วงหล่น จึงมีความปลอดภัยสูง

ประวัติศาสตร์ของวัสดุกระจกลามิเนต (History of Laminated Glass)

ก่อนค.ศ. 1903

มนุษย์เรารู้จักกระจกว่าเป็นวัสดุโปร่งใสโปร่งแสง และมีการพัฒนามากมายให้กระจกแข็งแรง มีหลายแบบเพื่อตอบสนองความต้องการผู้คน แต่สิ่งหนึ่งที่ยังเป็นปัญหาในยุคนั้น คือกระจกธรรมดาที่ใช้กันอยู่ยังคงแตกเป็นเสี่ยง ๆ ทำให้เกิดอันตรายได้ เกิดเป็นแนวคิดที่จะทำให้กระจก “ปลอดภัยขึ้น” เริ่มต้นจากการพยายามหาวัสดุเคลือบหรือซ้อนชั้นเพื่อป้องกันการแตกกระจายของเศษกระจก จนกระทั่ง

ค.ศ. 1903

ในปี ค.ศ. 1903 เอดัวร์ เบเนดิกตัส นักเคมีชาวฝรั่งเศสได้เผลอทำขวดแก้วหลุดมือ แต่ขวดกลับไม่แตกละเอียดเป็นชิ้น ๆ มันร้าวแต่ยังคงรูปอยู่ เขาจึงได้ค้นพบความแข็งแรงของขวดแก้วนี้โดยบังเอิญ ว่าแท้จริงแล้วสาเหตุมาจากขวดแก้วนี้เคลือบด้วยพลาสติกเซลลูโลสไนเตรต ทำให้ไม่แตกเมื่อถูกกระแทก เขาจึงสันนิษฐานว่าถ้าหากนำแผ่นกระจกสองชั้นมาประกบกับฟิล์มพลาสติกระหว่างกลาง อาจจะช่วยป้องกันการกระเด็นของเศษกระจกได้ และเขาก็คิดถูกครับ ในปี 1909 Bénédictus ได้จดสิทธิบัตรกระจกลามิเนตชื่อว่า “Triplex Glass” กระจกสองชั้นประกบด้วยฟิล์ม Cellulose Nitrate ครั้งแรกของโลกที่เกิดกระจกนิรภัยขึ้น

สรุปได้ว่าการเกิดขึ้นของกระจกนิรภัย เป็นวิวัฒนาการที่จะคิดค้นพัฒนากระจกธรรมดาให้สามารถแก้ปัญหาเรื่องความปลอดภัยให้ไม่แตกเป็นเสี่ยง ๆ และเป็นอันตรายแก่ผู้ใช้งาน ท้ายที่สุดกระจกนิรภัยลามิเนตนี้ ก็ได้รับความนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในงานยานยนต์และงานสถาปัตยกรรมในเวลาต่อมา

ค.ศ.1930

• เริ่มมีการใช้งานกระจกชนิดนี้ครั้งแรกในอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยบริษัท Ford Motor Company เริ่มทดลองใช้ในกระจกรถยนต์กับหมวกกันน็อกให้เป็นกระจกนิรภัย  หลังจากนั้นกระจกลามิเนตก็กลายเป็นมาตรฐาน สำหรับกระจกหน้าของรถยนต์ (windshield) เพราะสามารถป้องกันการบาดเจ็บจากเศษกระจกขณะเกิดอุบัติเหตุได้ดีกว่ามาก
• การพัฒนาฟิล์ม PVB (Polyvinyl Butyral) แม้ว่าฟิล์มไนโตรเซลลูโลสจะใช้ได้ดี แต่มีข้อเสียคือเหลืองง่ายและไวไฟ ในช่วงปลายทศวรรษ 1930 บริษัท DuPont จึงได้พัฒนาฟิล์ม PVB (Polyvinyl Butyral) ซึ่งมีคุณสมบัติใสและทน UV ดีกว่า ไม่ติดไฟง่าย ยืดหยุ่นและยึดเกาะกระจกได้ดี ทำให้ฟิล์ม PVB กลายเป็นวัสดุมาตรฐานของกระจกลามิเนตที่ใช้กันทั่วโลกจนถึงปัจจุบัน

หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 (ค.ศ. 1945 เป็นต้นมา)

หลังสงครามยุคแรก (ปลาย 1940s) กระจกลามิเนตเริ่มเริ่มทดลองนำมาใช้ในอาคารสาธารณะ, อาคารสูง, สนามบิน, หลังคากระจก, ผนังกันเสียง, กระจกกันกระสุน ฯเนื่องจากสามารถกันเสียงได้ดี ป้องกัน UV ที่สำคัญคือเพิ่มความปลอดภัยในกรณีกระจกแตก สามารถใช้กับกระจกโค้งหรือกระจกตกแต่งได้หลากหลาย 

ยุค 1950s

เริ่มใช้จริงในอาคารกระจก Curtain Wall ยุคแรก เช่น Lever House และ Seagram Building ค.ศ.1960s เป็นต้นไป โรงงาน Pilkington และ Triplex ผลักดัน laminated glass เข้าสู่ตลาดอาคารเต็มรูปแบบ

ปลายศตวรรษที่ 20 – ปัจจุบัน

เทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้พัฒนาให้กระจกลามิเนตมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ตอบสนองต่อความต้องการที่หลากหลาย เช่น 

• EVA (Ethylene Vinyl Acetate) ที่ใช้ในงานกลางแจ้งและโครงสร้าง
• SGP (SentryGlas Plus) ลักษณะฟิล์มแข็งแรงกว่า PVB หลายเท่า ใช้ในงานโครงสร้างสถาปัตยกรรม
• Laminated smart glass ซึ่งสามารถเปลี่ยนความโปร่งใสได้ด้วยไฟฟ้า
• กระจกลามิเนตกันระเบิด/กันกระสุน ใช้ฟิล์มหลายชั้นเพิ่มความทนทานสูงสุด

ไม่มีแหล่งหลักฐานที่ยืนยันว่าอาคารใดของโลกที่ใช้กระจกลามิเนตเป็นแห่งแรก แต่พบหลักฐานและแหล่งประวัติศาสตร์ที่ชี้ว่า มีการใช้กระจกลามิเนตเกิดขึ้นทีละขั้น เริ่มจากอุปกรณ์และยานพาหนะ แล้วค่อยแพร่ไปสู่งานสถาปัตยกรรมเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม

พบบันทึกว่าในปี 1939 มีการใช้ “safety glass” ปริมาณมากในโรงงานผลิตของ Ford ที่ Dagenham ซึ่งสะท้อนว่าการผลิต laminated glass ในอุตสาหกรรมยานยนต์มีปริมาณและการกระจายตัวมากขึ้นในช่วงนี้ หมายความว่าอาคารอุตสาหกรรมและโรงงานเป็นกลุ่มหนึ่งที่เริ่มได้รับการติดตั้งกระจกนิรภัยในระดับกว้างก่อนการใช้งานเชิงสถาปัตยกรรมทั่วไป

ในยุค Art Deco / Moderne (ประมาณ 1920s–1930s) มีการนำวัสดุกระจกแบบใหม่ ๆ มาใช้ทำหน้าร้านและแผงโชว์ เช่น กระจกเชิงโครงสร้าง (structural glass) และแผ่นกระจกแบบต่าง ๆ ซึ่งบางกรณีอาจใช้ laminated glass ในบานโชว์หรือบานประตูเพื่อความปลอดภัย อย่างไรก็ตามแหล่งข้อมูลทางประวัติศาสตร์มักระบุชนิดกระจกรวม ๆ  ไม่ได้ระบุชื่ออาคารใดอาคารหนึ่งว่าเป็นอาคารแรกที่ใช้ laminated โดยเฉพาะ

หลังปีค.ศ. 1950 การใช้แผงกระจกขนาดใหญ่แบบ curtain wall ในอาคารสำนักงานและอาคารสูงแพร่หลายจริงจังในช่วง 1950s–1960s เช่น Lever House, Seagram Buildingฯ ในช่วงนี้เทคโนโลยีต่าง ๆ ทำให้กระจกลามิเนตกลายเป็นตัวเลือกที่ใช้ได้จริงสำหรับงานหน้าตาอาคารและบานใหญ่ ๆ

คุณสมบัติเด่นของกระจกลามิเนต (Features of Laminated Glass)

• เมื่อกระจกได้รับความเสียหายจนเกิดการแตก เศษกระจกจะไม่ร่วงหล่นลงมา ซึ่งช่วยลดอันตรายต่อผู้ใช้งานอาคาร
• ช่วยป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอก และเก็บเสียงได้ดีกว่ากระจกธรรมดา
• ช่วยป้องกันความร้อนได้ดี กันรังสียูวีได้มากกว่า 90 %
• ทนต่อแรงดันลมในที่สูง ทนต่อแรงอัดกระแทก และช่วยป้องกันการบุกรุกจากการโจรกรรมได้
• สามารถเคลือบสีได้ตามความต้องการ
• ทนทานต่อทุกสภาพอากาศ และมีอายุการใช้งานยาวนาน

หลังจากการค้นพบกระจกลามิเนต ก็เกิดการพัฒนาต่อยอดกระจกต่าง ๆ มาจากกระจกลามิเนต เพิ่มคุณสมบัติพิเศษ เช่น กระจกกันเสียง ที่ช่วยตัดเสียงรบกวน เป็นต้น