車ボディの汚れは何故落ちないのですか？

よく、コイン洗車を利用するのですが、もの凄い高圧の水流を吹き付けても、細かな汚れって落ちないですよね。
大きな泥は落ちても、粉のような汚れが落ちないのは何故でしょうか？

ところが、この頑固な汚れも、雑巾（ウエス）などでかる～く拭くだけで落ちるんです。こんなに簡単に落ちる汚れ（パウダー状のもの）があの高圧水流で落ちないのが不思議なんです。

何故でしょうか？

No.3 ベストアンサー 回答者： aquarius_hiro 回答日時： 2007/08/28 02:04

こんにちは。

細かい汚れのほうは、表面積が小さいわけなので、水圧がかかっても、かかる力は、

(力) = (水圧) × (汚れの側面の面積) … (1)

によって小さくなります。

これが大きな汚れの塊としますと、汚れの横から、また汚れとボディーの間にできた隙間（取っ掛かり）から水が浸入することにより、はがす方向に大きな力が働きます。

大きな汚れと小さい汚れの違いは、それらの側面の面積だけではなく、小さい汚れであれば、汚れとボディーの間にできた隙間（とっかかり）も非常に小さく、ANo.1にも書かれているように水にも粘性がありますので、その小さい隙間には入りにくいわけです。

ボディー面
　｜
　｜○　←小さい汚れのイメージ
　｜↑
　　ボディーと汚れの間に水が入りにくい

ボディー面
　｜　○
　｜○○○
　｜○○○　←大きい汚れのイメージ
　｜　○
　｜↑
　　隙間：ボディーと汚れの間に水が入り易い


このように一定の水圧に対して、小さい汚れは有利ということがわかります。

例えば、大きい汚れとして、ボディーとの取っ掛かりがまったくなくなるように滑らかにボディーにつながるような形状で、薄くしかも、水圧によっても壊れないようなものをボディーに貼り付ければ、いくら高圧の水を吹き付けてもその汚れは落ちないことは容易に推察できますね。

ここで「壊れないようなもの」と限定したのは意味があります。もし大きい汚れが壊れないものであれば、ボディーとの粘着力は接触面の大きさに比例するので、水圧による力と同様になります。

しかし実際には大きい汚れは壊れますし、また隙間も大きくなるので、水圧で容易にはがれます。

小さいものと、大きいものの話が、スケールを変更するだけで同じ話にならないのは、スケールの変更を受けない決まった長さが存在するからです。この話の場合では、例えば、水の分子の平均間隔や、水の分子間の相互作用の有効距離がそれに相当します。これらの「長さ」は汚れの大きさとは関係なく一定値なので、その「長さ」と汚れの大きさの比較で、小さい汚れは有利（くっついたままで居やすい）、大きい汚れは不利（はがれやすい）ということが起きます。これは上に書いた粘性の話をミクロな観点から言い直したものです。

一方、小さい汚れが雑巾で落ちるのは、汚れにとって、ボディーよりも粘着しやすいものを反対側に接触させ、そちらにくっつけてボディーからははがしているので、上の考察とは汚れが落ちる仕組みが違います。水は流体なので、多少は溶ける部分はあるでしょうが、基本的には、雑巾の場合のように、汚れが水にくっついて落ちるわけではないからです。

この回答への補足

詳しい解説ありがとうございます。
非常にわかりやすいですが、＃1の方とは微妙に違いますよね。
つまり、要素としては土粒子とボディの接着力（引力）と土粒子の受ける面積と水流（押力）、さらには＃１の方のおっしゃる、ボディ表面（極近）は水流が遅いという現象によるものという事になるようです。

現実的では無いですが、水ではない物質（例えばアルコール）で洗うと土粒子まで綺麗に落ちるというような事は有るのでしょうか？

補足日時：2007/08/28 08:45

No.4 回答者： aquarius_hiro 回答日時： 2007/08/30 05:15

ANo.3です。

私の読解力がないため、ANo.1を理解することができませんでしたので、その比較については私は何も言うことができません。

ご質問の要点は汚れの大小による違いと思うので、そのことに関してはやはりANo.3の内容で良いのではないかと思っています。

> 現実的では無いですが、水ではない物質（例えばアルコール）で洗うと土粒子まで綺麗に落ちるというような事は有るのでしょうか？

アルコールは水性油性どちらの汚れにも有効な溶剤なので、それを吹き付ければ汚れはよく落ちると思います。こんどは吹き付ける液体に溶けるという新しい効果が加わるからです。

また、メチルアルコールなら水よりも粘性が小さいようなので、隙間に入りやすく力学的にはがす効果もいくらか高いと思われます。

No.2 回答者： rabbit_cat 回答日時： 2007/08/27 21:13

＃１さんご指摘の原因以外に、静電気の影響もあるかもしれませんね。

この回答へのお礼

私も土粒子の持つ電荷も考えてみました。
粒子が非常に小さくなると、分子間引力のようなものも強く影響するのかななんて思ったのです。

お礼日時：2007/08/28 08:38

No.1 回答者： edw-19 回答日時： 2007/08/27 18:20

この前、流体の質問がありました。

山頂は強風ですが、谷底は無風です。

高圧は、流速に形を変えてしまいます。
直接圧力でボディに打ち付ける事はしませんね。
流速で落とそうとします。

Ｖのベクトルは、変わります。
どこへ？
粉のような汚れの「上」へ変わり、押さえつけてしまうのです。

塗料表面は抵抗が大きいので
粘度の高い水は塗料表面を嫌い、それより上部を流れます。

いいえ。塗料表面は正規のＶは得られない場所なのです。

流体が大体理解出来たでしょうか？

この回答へのお礼

解説ありがとうございます。
しかし、わかりにくいです。
あまり理解できませんでした。

お礼日時：2007/08/28 08:35