ブレーキ摩耗粒子

　ブレーキ摩耗粒子は，摩擦材と相手材が摩擦や摩耗することにより生成した主に粒径10 µm以下の粒子が，大気へ放出される粒子状物質のことをいう．大気へ放出されず，車のホイールに沈着するブレーキ摩耗粒子（ホイールダスト）や，路面に沈着するブレーキ摩耗粒子もある．

摩擦材と相手材の材質，ブレーキをかける時間，初速度，圧力，トルク，ブレーキの温度などにより，ブレーキ摩耗粒子の発生量が変化する [1]．

［ブレーキの種類］

自動車用のブレーキは，その構造からディスクブレーキとドラムブレーキに大別される [1]．摩擦材は，ディスクブレーキの場合はパッド，ドラムブレーキの場合はライニングである．相手材は，ブレーキの場合はディスク（ローター），ドラムブレーキの場合はドラムである．

［化学組成］

ブレーキ摩耗粒子の化学成分は，車の性能などに応じて配合する材料や量を調整するため，主に摩擦材によって大きく異なる[1]．摩擦材は，数十種類の原材料を配合して，加熱加圧成形して作成される。配合する原材料は、フェノール樹脂，アラミド繊維，金属繊維，無機潤滑剤，金属粉などがあり，摩擦性能に応じて原材料の量や成分などを調整して配合する[1]．相手材は，主に鋳鉄が使われる [1]．

［粒径分布］

ブレーキ摩耗粒子の形状は様々で，フレーク状や球形の粒子が観測される．粒径数 µmの粗大粒子に粒径数十nmの粒子が凝集している粒子も観られる場合がある[1]．粒径分布は，質量基準でみると粒径1 – 2 µmをモード径とした分布を示す[2] [3]．個数基準でみると，粒径0.1 µm以下，1 – 2 µmにそれぞれ分布の山が2つ以上現れる[2]．粒径0.1 µm以下にみられる粒子は，摩擦材に含まれる材料が蒸発し，凝縮して生成した粒子が観測される．ブレーキが摩擦するときの温度によっては，粒径 1.3 – 4.4 nmの粒子も検出されることがある[4]．

［参考文献］

[1] 萩野 浩之：自動車の排出ガス・粉じんと大気環境―第7講　自動車から排出されるブレーキ摩耗粉じん―、大気環境学会誌, 55, A18–A35, 2020.

[2] 環境省：令和2年度ブレーキ摩耗由来のPM測定法等の検討に向けた調査業務，国立国会図書館書誌 ID 031437266, 2021.

[3] Hagino, H., Oyama, M., Sasaki, S.: Laboratory testing of airborne brake wear particle emissions using a dynamometer system under urban city driving cycles, Atmospheric Environment, 131, 269–278, 2016.

[4] Nosko, O., Vanhanen, J., Olofsson, U.: Emission of 1.3–10 nm airborne particles from brake materials, Aerosol Science and Technology, 51, 91–96, 2017.

一般財団法人日本自動車研究所・萩野 浩之　（2022年4月1日） 　　★