強化ガラスの衝撃強度向上方法

質問

現在使用している強化ガラスが，最近，衝撃試験（鋼球落下試験）で割れる事故がありました。ある人から，板厚を増やせば割れなくなると伺いましたが，信疑のほどを判断しかね質問させていただきました。仕様は次のとおりです。

１．強化ガラス
　ＪＩＳ　Ｒ３２０６　直径５２ｍｍ，板厚８ｍｍ。名称は「フロート強化ガラス」のはずですが，現在確認中。

２．衝撃試験
?ガラスには，両面に，外径５２ｍｍ，内径３４ｍｍ，厚さ２ｍｍのノンアスベストシートパッキンを当てて，ケースにガラスとパッキンを固定。ガラス上表面から垂直に２ｍ地点から，２００ｇの鋼球をガラス上表面めがけて落下させて，ガラスが破損しないことを確認します。
?今までは，中空アクリル製筒を案内にして，鋼球を落下させていて，割れる事故はありませんでした。
?今回，中空アクリル製筒は使用せずに，２ｍ上に電磁マグネットを固定して，鋼球を吸着させて，電磁マグネットを「ＯＦＦ」にして，鋼球を落下させる方法に変えました。

３．割れた推定原因
　衝撃試験方法の変更によるものと考えます。中空アクリル製筒を使用すると，鋼球落下時に，筒内面に触れたり空気がこもって鋼球の速度を低下させます。ガラスは，熱処理によるロットのバラツキはあるかもしれませんが，当初から変更はありません。

４．ご指導願いたいこと
　調査した範囲では，強化ガラスは熱処理によって，板厚の１５％の深さまで，圧縮層ができるようですが，疑問点は，板厚がいくらであっても，形成される圧縮層深さは変らないのではないかということです。つまり，１５％ではなく，何ｍｍになると思っています。
　ガラスの板厚を，例えば８ｍｍから１０ｍｍに変更することによって，衝撃強度が増すのかどうか，増すとしたら，どの程度増すのかについて，ご指導いただければと思います。
　なお，現在ガラスメーカにも問い合わせを出したところですが，苦しい状況にあり，確実な方法を見出したくて質問しました。

　厚さが厚いガラスの方が，耐衝撃強度の高いことがやっと理解できました。対策の方向が見えてきました。
　ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

板硝子メーカーのカタログの技術資料に以下の数字がありました。
硝子サイズ：□303
鋼球重量：225ｇ
フロート強化硝子の平均破壊高さ
強化硝子８ｍｍ：520Cm
強化硝子12ｍｍ：650Cm
硝子のサイズがかなり異なるので単純な比較はできないと思いますが、厚みを増すことで落球試験強度は上がります。それにしても、200Cmで割れるとは異常です。
硝子が割れた原因の推定ですが、何枚も割れたのでしょうか？
硝子表面のモース硬度は６ですが、モース硬度７以上の砂粒などが付着している箇所をハンマーで叩くと厚い強化硝子でも簡単に割れることがあります。今回割れたのが１枚だけというのであれば硝子エッジにキズがあったか硝子より硬い何かが付着していたような気がします。

お礼

essenさん，ご回答ありがとうございます。ご回答の中で，硝子サイズ□303は，303ｍｍですよね。

　３枚試験をして２枚割れました。やはり，異常ですね。割れた後の状況は，いわゆる強化ガラスでしたが，熱処理などの強化方法に問題がありそうです。