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凍ったフロントガラスはどうやって溶かす? お湯を使っても良いがここだけ注意が必要! 

自動車の基礎、構造やメンテナンスについて

降雪地帯ではない我が家の周囲でも、やはり冬場となると最低気温はマイナスになり、朝方、車のフロントガラスが凍り付いています。

 

 

フロントガラスの氷を除去する手段もいくつかあるのですが、一番簡単な『お湯をかける』という方法を取っている人が多いかと。

 

かく言う私も、朝の霜取りはお湯をかけてフロントガラスについた氷をお湯で溶かしているのですが、一方で『お湯を使うとガラスが割れる!』といった話もチラホラ。

 

これまでずっと氷を使ってきていますが未だガラスが割れる等の不具合が出たことはありません。

 

ということで、①なぜお湯を使うとまずいのか、②ガラスが割れる仕組みは、③お湯を使う際に気を付けることについて、簡単に解説したいと思います。

 

なぜお湯をフロントガラスにかけると割れる???

さて、まずなぜお湯をフロントガラスにかけると割れるのか?

これは普通にイメージがつくと思いますが、お湯というよりも”熱湯”を使うと割れます。

 

 

別にフロントガラスに限りませんね、コップも同じです。

 

 

でも、お風呂のお湯をコップに注いでも割れませんよね?恐らく凍った車の窓ガラスにかけても割れないでしょう。

 

 

では、何度のお湯を使えば割れるのか?

 

 

実は、ある実験の結果、『大体、ガラスの温度とお湯の温度差が約60℃あるとガラスが割れる』という事が分かっているそうです。

 

なので、常温のコップ(約20℃)であれば80℃くらいのお湯。

凍ったフロントガラスだと-数℃~0℃くらいでしょうから、大体5~60℃くらいのお湯で割れる計算になります。

 

 

なので電気ケトルとかポットとかで沸かしたお湯(90℃~100℃)をガラスにかけると、簡単に割れてしまうという事になります。

 

 

ガラスの割れる仕組みとは?

では、熱湯をガラスにかけると何故割れるのか?

それには二つの理由があります。

 

温度変化によるガラスの膨張

一つ目は温度変化によるガラスの膨張

ガラスに限らず、物は温めれば膨らみ、冷やせば縮みます。温度変化により変形するという性質があります。

 

そしてその変形量は大体温度と線形になります。

温度変化と比例して形状変化も増えていく、ということですね。

 

ではガラスの熱膨張率はというと・・・・大体10℃変わると0.09mmほど伸び縮みするようです。

 

 

 

 

 

え?少なくない?温度差60℃でも0.5mmくらいしか変形しないよ・・・(; ・`д・´)

 

 

実は熱膨張率自体はそれほど問題ではありません。

 

ガラスの熱膨張率がほかの物質(たとえば車体に使われている金属類)と比べて高いかというと、それほど変わらないのです。

 

ただ、この性質と、次の性質が組み合わさると、ガラス特有の問題が生じます。

 

 

 

ガラス自体の脆さ

もう一つの原因は、ガラス自体の脆さです。

ここで言う脆さというのは、ガラスの割れやすさ、と言い換えても構いません。

 

材料の専門用語で言うと、”靭性(じんせい)が無い”と言ったりもします。

 

 

靭性が無い、というのはどういう状況か?

一言でいうと変形に対する許容量が小さいのです。

 

 

鉄の板を想像していただきたいのですが、鉄(アルミでも可)の薄い板に力を加えると、曲がります。

文房具にある、プラスチックでできている下敷きなんかも良く曲がりますよね。

 

 

こういう”曲がる”というのは、靭性が高いという事になります。

 

与えられた力に沿って変形することで、破壊を免れているのです。

 

 

逆に言うと、靭性のないガラスやダイヤモンド、セラミックといった物質は、

靭性が低い = 変形できない = 破壊が生じる

 

ということになります。

 

変形する陶器・・・なんて見たことないですよね?

ガラスもそうですが、ダイヤモンドだって、世界一固いですが、脆いので容易く壊れてしまいます。

 

 

 

ガラスの熱膨張と低い靭性が合わさると・・・?

さて、ようやくここで熱湯でガラスが割れる仕組みが分かりました。

 

これまで解説した、

  • ガラスの熱膨張(温度変化で変形する)
  • ガラスの低い靭性(変形に弱く、すぐ破壊してしまう)

という性質から、ガラスに熱湯が掛かるとある変化が生じます。

 

それは、

  1. 熱湯をかける
  2. 熱湯が掛かった個所のガラスが膨張する(ガラスの熱膨張) 
  3. 一方、熱の影響を受けていない外縁部や裏側は膨張しない
  4. 高温部と低音部の変形量の差により、ガラス内部に応力が発生
  5. その力が限界を突破することで、ガラスの靭性の低さから、曲げではなく破壊が発生(ガラスの低い靭性

 

という仕組みです。

 

これを防ぐにはどうすれば良いか?

 

もう一度ガラスの性質を記載します。

  • ガラスの熱膨張(温度変化で変形する)
  • ガラスの低い靭性(変形に弱く、すぐ破壊してしまう)

 

上記の内、靭性は材質そのものを変える必要があるため、改善しようがありません。

 

一方、ガラスの熱膨張に関しても、温めればその分変形してしまうのでどうしようもないですが、温める温度によって、変形をある程度抑える事は可能です

 

 

お湯を使う際に気を付けること

ということで、ほぼ上で答え出てますが、凍ったフロントガラスを溶かすのにお湯を使っ手も良いのですが、その温度には気を付けましょうね、というのが今回の結論となります。

 

大体、温度差60℃で割れるそうです。

外気温を考慮するとお湯の温度は50℃以下が良いでしょうね。

 

 

また、もう一点注意したいのが、ガラス状に何らかの理由で傷がある場合、熱いお湯をかけると傷が進展する可能性があります

 

 

上述したガラスの割れのプロセスの内、温度差による応力発生時、その影響を最も受けるのはガラスの一番弱いところ、つまり、傷が入っている個所があれば、そこに力が集中してしまいます。

 

なので、もしガラスに傷がついている場合、もしかすると50℃でも割れが発生してしまうかもしれません

 

 

こうなると、じゃあやっぱりお湯を使わない方が良いんじゃないの?と思ってしまいますが・・・

 

別に熱いお湯にこだわる必要はなく、”氷を溶かす”だけでよいのですから、ガラスが割れるほどの高温と、かけた傍から凍ってしまう程の低温の水を避ければよい、という話です。

 

 

 

まとめ

さて、まとめですが、ガラスにお湯(温度差60℃以上)を掛けると割れる可能性が高く、また、ガラス表面に傷があると、さらに割れやすくなってしまいます。

 

ですが、氷の除去のためには熱湯が必要というわけではなく、氷の温度を0℃以上に上げることで、氷は解けてくれます。

 

従い、結局のところ、高温のお湯ではなく、ぬるま湯(30℃~35℃)くらいで十分氷は溶かせます。

 

であれば、わざわざ水を沸かす必要もなく、蛇口から出てくるお湯(40℃くらい)をすこし水で覚ましてやる、くらいのぬるま湯を使ってやれば、簡単に氷を取り除くことが出来ます。

 

もし解氷スプレーやスクレーパー、もしくは熱湯を使っているという方は、この方法を試されては如何かなと思います。

 

 

ただ、ぬるま湯でやってガラスが割れたとしても、当方としては責任は負いかねますので、自己責任でよろしくお願いします(*´ω`*)