フロートガラス(板ガラス)の強度|ガラスは○○に強い?

ガラスは、私たちの生活に身近な素材です。
窓や鏡、食器など、さまざまな形で利用されています。
しかし、ガラスは割れやすく、強度が弱いというイメージを持っている人も多いのではないでしょうか。

この記事では、フロートガラス(板ガラス)の強度について詳しく解説します。

フロートガラスとは?

フロートガラスは、板ガラス製造法の一つである「フロート法」によって製造される高品質な板ガラスです。

フロートガラス法によって製造されたガラスは、以下の特徴があります。

高品質
表面が平滑で歪みが少なく、透明度が高い

大判化
大判のガラスを製造することが可能

低コスト
大量生産が可能になり、コストが低減

これらの特徴により、現代において、フロートガラスは建築や自動車、精密機器など、幅広い分野で利用されています。


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フロートガラスの強度

フロートガラスは割れやすく、強度が弱いというイメージを持っている人も多いのではないでしょうか。
しかし、フロートガラスは、圧縮に対して非常に強い素材です。
これは、ガラス表面が圧縮応力、内部が引張応力という状態になっているためです。

一方、フロートガラスは引張に対して非常に弱いという特徴があります。
引張とは、ガラスを引っ張る力のことで、ガラスに引張力がかかると、表面に小さな傷や欠けが発生し、そこから破損が始まります。

ガラスは、アモルファスと呼ばれる非晶質構造の素材です。
アモルファス構造は、規則的な結晶構造を持たないため、引張力に対して抵抗力が弱くなります。

フロートガラスの強度を左右する要素

フロートガラスの強度は、以下の要素によって左右されます。

厚み
ガラスが厚くなるほど、強度が高くなります。

形状
ガラスの形状が複雑になるほど、強度が低くなります。

荷重の大きさ
荷重が大きくなるほど、破損しやすくなります。

荷重のかかる方向
荷重がガラス面に垂直方向に圧縮をかける場合は、ガラスは非常に強いです。
一方、荷重がガラス面に平行方向に引張をかける場合は、ガラスは非常に弱いです。

フロートガラスの強化と安全対策

フロートガラスは、用途に応じて強度を高めると共に、安全対策が必要となります。

飛散防止フィルム
ガラスが割れた際に破片の飛散を防ぐフィルムです。

合わせガラス
2枚以上のガラスの間に特殊な中間膜を挟み、熱と圧力で接着したガラスです。

強化ガラス
ガラスを高温で加熱し、その後急冷またはゆっくり冷却することで、ガラス内部の応力状態を変化させる加工方法です。

化学強化ガラス
ガラス表面に強化処理を施すことで、強度を高めることができます。

網入りガラス
ガラスの中に金属網が入っており、破損しても破片が飛び散りにくいガラスです。

【参考動画】ショットバック試験 各種ガラス・飛散防止フィルムの効果を検証

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まとめ

フロートガラスは、圧縮に対して非常に強い素材ですが、引張に対しては弱いため、荷重のかかる方向に注意する必要があります。

必要に応じて強度を高め、安全対策を施すことで、フロートガラスを安全に使用することができます。
フロートガラスを使用する際は、強度と安全性を考慮した上で、適切なガラスを選びましょう。

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