黄砂について

黄砂が車両に与える影響
黄砂の発生メカニズム

黄砂は主に中国の砂漠で発生し、風に乗って日本までやってくる


 

黄砂とは、文字通り「砂」の種類ですが、その由来は主として中国のゴビ砂漠やタクラマカン砂漠や黄土地帯で偏西風によって吹き上げられた多量の砂塵が、上空の風に運ばれて日本まで飛来し、降下する現象のことを言います。
この現象は気象の影響によるもので、主に3〜5月の春期に多く見られ、飛散の多いときには、実際に空が黄褐色に見えるほどで、現象を目視で確認することが出来ます。

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黄砂の組成

黄砂は4μ程度の小さい粒子で、通常の砂に含まれる成分以外に炭酸カルシウムなどを多量に含みアルカリ性を示すことが特徴

 

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黄砂は砂としては粒子が小さく、約0.5~5μm程度の粒子で一般的には4μmくらいのサイズがピークになります。そのため、地質学的な分類では、厳密には砂ではなく泥になります。

組成としては、基本は一般的な砂にも含まれる成分が存在しており、石英、長石、雲母などを含みますが、特徴として硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム等を含み、さらに炭酸カルシウムは10%以上も含んでおり、アルカリ性を示す特性があります。
黄砂がアルカリ性であることを示す事例として、黄砂の飛来中に降水があると、通常の降水時の酸性のpHが、降水の pH は7前後と高くなりアルカリ性を示す場 合が多いことがわかっています。これはカルシウムイオン(Ca2+)濃度の増加による物ですが、黄砂中の主要鉱物であるカルサイト(炭酸カルシウム)が雨水中の過剰な酸性イオン種(硫酸イオン、硝酸 イオン、塩化物イオン)濃度に対応して中和反応的に溶け出したためpHがアルカリよりに変化したことになります。また、近年では異なる視点から、ミネラルを多く含んでいることが、環境に対して、場合によっては良い影響を与えるという見方も出てきています。
 
含まれる成分を分析したところ、1つの地域では、ケイ素が最も多く含まれており、別の地域のサンプルでは、二酸化ケイ素が多い等それぞれに異なった特徴を持っています。
そのため、一概に「黄砂=こういうもの」という定義が出来ないため、黄砂による影響を受けた際の対応策や事前の対策も難しい物となっています。

車両への影響

黄砂のアルカリ成分が塗装面に残留し、一時的に撥水が失われてしまう


黄砂は組成のところで触れたようにアルカリ性を示す性質があります。これはアルカリ性となるカルシウムイオン(Ca2+)などの成分が水に溶解して溶け出しやすいため、黄砂が塗装面に付着した状態で雨に降られると、塗装面上にアルカリ成分が広がって残留するため、洗車をした際には撥水コーティングがしてあるような場合でも、一時的に塗装面が撥水しない状態になります。アルカリは塗装面に残留しやすく、中性のボディシャンプーなどで洗浄しても残りやすい性質があります。しかし、このアルカリ自体はpH8程度が一般的で、塗装に対してこれ自体が急激な攻撃性があるというほどではないと考えられています。

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カルシウムを多量に含むため、その残留成分でイオンデポジットが発生


むしろ、もう一つの問題として、黄砂に多く含まれるミネラル分は、イオンデポジットの原因となるカルシウムイオンやマグネシウムイオンが主体であるため、黄砂が塗装面に付着した状態で雨が降ったり、夜露等の湿気を含むことで、容易にイオンデポジットが発生してしまうということが問題になります。この現象は、黄砂に限らず日常の洗車による水道水や井戸水の使用でも見られる現象ではありますが、黄砂の場合にはその原因物質がより多く含有されているため現象が起きやすくなります。

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黄砂の上に乗って流れた水が水滴状になり、張力によって黄砂が1点に集まっているのがわかります。
この状態で水分が蒸発、乾燥するため、レンズ効果も伴った状態でとなり、従来のイオンデポジットのように外周だけでなく、
中心部にもより固着したデポジットが残留することになります。

イオンデポジットは、カルシウム等のミネラルが水分の蒸発で堆積して固形物として堆積していく


10.jpgデポジットはカルシウムなどの成分が、水に含まれた状態で塗装面に存在した場合に、水滴として蒸発をした場合に発生します。 黄砂に含まれている炭酸カルシウムなどが、水に流れ出し、水分が蒸発する際に水に溶け込んでいた二酸化炭素や酸素などと結びつき、堆積して白い固形物を形成します。

さらに、また水分が付着した際に、固形物が壁の役割をして同じところに水滴が出来ることで、蒸発と堆積を繰り返しより強固な固着物となっていきます。
 

 

 

 
黄砂への対処方法

対応の基本は、黄砂の堆積後、出来るだけ早く洗車をすること


 
12.jpg最も基本的で重要なことは、付着後できるだけ早く洗車をして除去してあげることですが、その洗車に対しても、黄砂は砂ですので洗車方法にも十分に注意し、大量の水としっかりとシャンプーを泡立ててソフトに作業を行わないと傷の原因となってしまいます。

 

 

 




弱酸性シャンプーがアルカリの中和とデポジットの除去の両面から効果的

黄砂の付着した車両に対しては、弱酸性のシャンプーを使用することで、黄砂のアルカリ成分を中和する作用があり、アルカリの残留を防いで塗装面やコーティング被膜の性質を素早く取り戻すことが可能であるとともに、軽度のイオンデポジットの除去作用も期待できることから、大変有効な手段であるということが出来ます。

複合的な要因

14.jpgここまでは、黄砂に着目した内容でメカニズムや対応についてご案内してきましたが、実際には黄砂の飛来とともに、同時期に発生する花粉や今年大きな環境問題として取り上げられているPM2.5など、複数の物質が同時に飛散して塗装面には付着しています。
そのため、単純に黄砂に対しての対応のみで塗装面への影響を除去することは難しい場合もあります。
例えば花粉は成分的にタンパク質が主体で塗装に与えるダメージのメカニズムも全く異なります。

含まれるアミノ酸が降雨で塗装面に固着し、乾燥で収縮してダメージを与えます。
また、PM2.5は比較的近年になり着目された物質で、これは工場や自動車の排煙やVOCなどの環境汚染物質が粒状化したもので、塗装面に与える影響などの知見もまだ少なく、今後の研究が必要です。
このように塗装に付着する物質に対する対応は、対象物により異なり、状況を見極めて適切な対処をしていくことが大変重要になります。
 

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