ガラスリサイクル

ガラスのリサイクルとは、廃ガラスを加工して使用可能な製品にすることです。^[1]粉砕または爆縮され、再溶解できる状態のガラスはカレットと呼ばれます。^{[2]カレットには、内部}カレットと外部カレットの2種類があります。内部カレットは、ガラス製造の工業プロセス中に品質管理プロセスで検出され、拒否された不良品、製品変更の過渡期（厚さや色の変更など）、および製造端材で構成されています。外部カレットは、リサイクルを目的として収集または再加工された廃ガラスです。外部カレット（使用前または使用後のいずれでも可）は廃棄物として分類されます。「カレット」という言葉は、廃棄物処理の文脈で使用される場合、常に外部カレットを指します。

リサイクルするには、ガラス廃棄物を浄化し、汚染物質を除去する必要があります。その後、最終用途と現地の処理能力に応じて、サイズや色ごとに分ける必要がある場合もあります。ガラスはリサイクル後も色が残る傾向があるため、多くのリサイクル業者は色ごとにガラスを別々に収集しています。消費者の容器に使用される最も一般的な色は、透明（フリント）ガラス、緑色ガラス、茶色（アンバー）ガラスです。ガラスは通常の使用では劣化しないため、リサイクルに最適です。

多くの収集地点には、透明（フリント）、緑、茶色（アンバー）用の別々の容器があります。新しいガラス容器を作る予定のガラス再処理業者は、色による分別が必要です。リサイクルされたガラスをさらにガラスにしない、またはガラス再処理業者が新しい光学選別装置を使用する場合は、収集地点での色による分別は必要ないかもしれません。パイレックスやホウケイ酸ガラスなどの耐熱ガラスは、ガラスリサイクルの流れの一部にしてはいけません。なぜなら、そのような材料の小さな破片でさえ、再溶解時に炉内の流体の粘度を変えるからです。 ^[3]

外部カレットを生産に使用するには、汚染物質を可能な限り除去する必要があります。一般的な汚染物質は次のとおりです。

• オーガニック：紙ラベル、コルク
• 無機物: プラスチックキャップとリング、金属キャップ、石、セラミック、磁器、平らなガラスや合わせガラスのPVB (ポリビニルブチラール) および EVA (エチレンビニルアセテート) 箔
• 金属：鉄および非鉄金属
• 耐熱ガラス（例：パイレックス食器）および鉛ガラス（例：鉛含有クリスタル）

精製のさまざまな段階で人力または機械を使用できます。ガラスよりも高温で溶けるため、無機物の分離、耐熱ガラスと鉛ガラスの除去が重要です。現代のリサイクル施設では、乾燥システムと光学選別機が使用されています。自動選別で最高の効率を得るには、投入材料をサイズ分けして洗浄する必要があります。プロセスの要件に応じて、複数の自由落下式またはコンベア ベルト式選別機を使用できます。光学選別機では、さまざまな色を選別できます。

ガラス瓶やジャーは無限にリサイクル可能です。^[4]製造においてリサイクルガラスを使用すると、原材料を節約し、エネルギー消費を削減できます。^[5]原材料を溶かすために必要な化学エネルギーはすでに消費されているため、カレットを使用すると、シリカ（SiO ₂）、ソーダ灰（Na ₂ CO ₃）、炭酸カルシウム（CaCO ₃）から新しいガラスを製造する場合と比較して、エネルギー消費を大幅に削減できます。バージン原材料からのソーダ石灰ガラスは、理論的には約2.671 GJ/トンであるのに対し、100％ガラスカレットを溶かすには1.886 GJ/トンが必要です。^[6]一般的なルールとして、カレットの使用が10％増加するごとに、溶解プロセスで2～3％のエネルギー節約につながり、理論上は最大30％のエネルギー節約が可能です。^[6]廃ガラスを1トン（1,000kg）リサイクルして新しい製品にすると、新しいガラスの製造時に大気中に放出される二酸化炭素が315キログラム（694ポンド）削減されます。 ^[7]しかし、ガラスをリサイクルしても再溶解プロセスは避けられず、生産時のエネルギー消費の75％を占めています。^[8]

リサイクルガラスをコンクリートの骨材として使用することは一般的になっており、ニューヨークのコロンビア大学ではその応用に関する大規模な研究が行われています。^[要出典]リサイクルガラスはコンクリートの美観を大幅に向上させます。最近の研究では、リサイクルガラス骨材で作られたコンクリートは、ガラス骨材の熱特性により、長期強度と断熱性が向上することが示されています。^[9]リサイクルせずに粉砕したガラスは、埋め立て地に送られる廃棄物の量を減らします。^{[10] [3]}廃ガラスは、路盤骨材として使用することで埋め立て地に出さずに済むこともあります。^[5]

ガラス骨材は、細かく砕かれた様々な色の混合物であり、多くの建設および公共事業プロジェクトで小石や砕石の代用として使用され、プロジェクトの規模に応じてコストを削減します。ガラス骨材は扱いにくいものではありません。多くの場合、州運輸局が使用、サイズ、使用量の割合に関する仕様を定めています。^[要出典]一般的な用途は、下水管、雨水管、または飲料水管の周囲に配置され、表面から重量を移動してパイプを保護するパイプベッドです。もう1つの一般的な用途は、コンクリートの床を基礎と同じ高さにするための充填材です。発泡ガラス砂利は、他の有用な特性を備えた軽量骨材を提供します。

リサイクルガラスのその他の用途は次のとおりです。

• グラスファイバー断熱材
• 陶磁器衛生陶器の製造^[11]
• レンガ製造におけるフラックスとして
• 人工芝
• 農業および景観用途（トップドレッシング、根域材料、ゴルフバンカー砂など）
• リサイクルガラスのカウンタートップ
• 水ろ過媒体として
• 研磨剤

混合廃棄物は、材料回収施設または機械的生物処理システムから収集される場合があります。施設によっては、電気光学選別ユニットを使用して混合廃棄物をさまざまな色に分類できるところもあります。

リサイクルされたガラス廃棄物の代替市場には、建設部門（道路舗装工事、アスファルトの骨材、配管敷設材、排水または充填骨材としてガラス廃棄物を使用）、セメントおよびコンクリートの製造（骨材としてガラス廃棄物を使用）^{[12] [13] [14]}セメントの部分代替品として、^{[15] [16] [17]}セメントと骨材を同じ混合物で部分代替品として^[17]またはセメント製造の原料として[17 ^] 、さらに装飾用骨材、^[18]研磨剤、^{[19]またはろ過材として[20]}などがあります。

本研究では、ビクトリア州の住宅および産業廃棄物のガラス流から生成された、粒度分布の異なる 3 つの異なるリサイクル ガラス サンプルを調査し、土質工学用途での建設資材としての使用を調査しました。統一土壌分類システム( USCS) によれば、微細リサイクル ガラス (FRG) と中程度のリサイクル ガラス (MRG) は良好粒度 (SW-SM) に分類され、粗いリサイクル ガラス (CRG) は不良粒度 (GP) に分類されました。リサイクル ガラスの比重は、天然骨材よりも約 10% 低かったです。MRG は、FRG と比較して最大乾燥単位重量が高く、最適含水率が低かったです。LA 摩耗試験では、FRG と MRG は建設資材や解体資材と同様の耐摩耗性があるのに対し、CRG はより高い摩耗値を示しました。圧縮後分析では、FRG と MRG の安定性が示されましたが、CRG は粒子の形状と吸湿の問題により、圧縮挙動が不良でした。CBR および直接せん断試験では、FRG と比較して MRG のせん断抵抗が優れており、内部摩擦角がわずかに高いことが明らかになりました。圧縮排水三軸せん断試験によりこれらの結果が確認され、FRGとMRGは土質工学用途において天然の砂と砂利の混合物と同様の挙動を示すことが示唆された。透水試験ではFRGとMRGの中程度の透水性と良好な排水特性が実証された。充填材に関するEPAビクトリア州の要件への準拠も確認された。全体として、この研究はさまざまな土質工学用途でリサイクルガラスを使用することを支持している。^[21]

ポリマーコンクリートは、工業用床材によく使用される材料で、石灰セメントの代わりにポリマー（通常は樹脂）を結合剤として使用します。研究者らは、粉砕した再生ガラスをポリマーコンクリートの製造時に砂の代わりに使用できることを発見しました。^[22]研究によると、砂の代わりに再生ガラスを使用すると、特にサービスステーション、フォークリフトの作業エリア、空港など、交通 量の多いエリアの工業用床材やインフラの排水に適した、強度が高く耐水性の材料が生成されます。^{[22] [ピーコック散文]}

廃棄物および回収プロセスは大幅に改善されましたが、次のような課題が残っています。

• 不便なときにリサイクルするインセンティブが欠如している。オプトインやサブスクリプションモデルでは参加率が低い。
• リサイクル施設の料金上昇と廃棄物管理業界からの圧力により、一部の自治体は路上リサイクルからガラスを除外している。
• リサイクル義務の欠如と高いレベルの汚染により、かなりの量の材料が埋め立て地に廃棄されています。
• 多くのMRF（材料回収施設）では、埋立地処理料金が低いため、ガラスを埋め立て地に送る動機になっています。
• 特定の分野での能力不足により、市場の需要を満たす能力が妨げられ、材料回収施設への投資意欲が低下します。
• 一部の地域では、他の最終市場からのカレットの需要が強く、ガラス容器の潜在的な供給が減少しています。
• カレットの供給源と市場の間の距離により、長距離輸送が必要になります。
• バージン原料はカレットよりも安価であることが多く、場合によっては20%ほど安くなることもあります。^[23]

2004 年、ドイツでは 211 万 6 千トンのガラスがリサイクルされました。再利用可能なガラスまたはプラスチック (PET) ボトルは、多くの飲料、特にビール、炭酸水、およびソフトドリンク ( Mehrwegflaschen )に使用できます。ボトル 1 本あたりのデポジット( Pfand ) は 0.08 ～ 0.15 ユーロですが、リサイクル可能だが再使用できないプラスチック ボトルの場合は 0.25 ユーロです。詰め替えられないガラス ボトルにはデポジットはありません。

デポジット不要のボトルは、白、緑、茶色の 3 色で回収されます。

2021年、インドでは7,860万トンのガラスがリサイクルされました。多くの飲料、特にビールや炭酸水は、再利用可能なガラスやプラスチック（PET）ボトルに詰められています。リサイクルされた廃ガラスは、セメントや塗料の添加剤、ガラスタイルへの再製造など、さまざまな用途に使用されています。

特に、インドのリサイクル会社（インド・タミル・ナードゥ州のFaizal Ahamed & Co、AMB Traders、Abubakkar Sons、JBA Groups）は、毎月​​500万トンのガラスをリサイクル用に回収しています。

デポジット不要のボトルは通常、透明、緑、茶色の 3 色で回収されます。

デポジット不要のボトル（グラスバック）を回収する最初のボトルバンクは1972年にザイストに設置されました。回収されるガラスは白、緑、茶色の3色です。 ^{[25]詰め替え可能なビール瓶は}スーパーマーケット に返却するとデポジットが課せられます。^[26]

イギリスでは、ショッピングセンターの近くや公共施設、近隣地域でボトルバンクとして知られるガラス収集所が非常に一般的です。最初のボトルバンクは、 1977年6月6日、当時のガラス製造業者連盟会長スタンレー・レースCBEとロン・イングランドによってバーンズリーで導入されました。 ^[27]開発作業は、スティーブニッジのウォーレン・スプリング研究所（現在はハーウェルのAERA）とブロックスボーンのナジング・グラス・ワークスでエネルギー省によって行われ、 90%を超えるリサイクルガラスから使用可能なガラス製品を製造できるかどうかが証明されました。混合物内の不要な金属栓を取り除くために磁石を使用する必要があることがわかりました。

ボトルバンクは、紙、金属、プラスチックなどの他のリサイクル可能な廃棄物の収集場所の横によく設置されています。地方自治体の廃棄物収集業者は通常、大型のガラス容器が置かれているあらゆる種類の廃棄物を一箇所に集める集中拠点を設けています。

2007年には英国に5万以上のボトルバンクがあり、年間75万2000トンのガラスがリサイクルされていました。^[28]

毎年約45％のガラス廃棄物がリサイクルされています。^[29]

リサイクル率や廃棄物収集方法は、米国全体で大きく異なります。これは、法律が州または地方レベルで制定され、大規模な自治体では独自のシステムを持っていることが多いためです。多くの都市ではカーブサイドリサイクルを行っています。つまり、住民が自宅の前に特別な容器に入れて置いた家庭のリサイクル可能な廃棄物を毎週または隔週で収集し、材料回収施設に運びます。これは通常、シングルストリームリサイクルであり、不純な製品を生み出します。これが、2019年の時点で米国のリサイクル率が約33％であるのに対し、一部の欧州諸国では90％である理由を部分的に説明しています。^[30]欧州諸国では、リサイクルガラスの最小含有量に関する要件があり、より均一な材料ストリームを提供するデポジットリターンシステムが普及しています。^[31] 米国の多くの地域では人口密度が低く距離が長く、重いガラスの輸送コストも高いため、近くに買い手がいない場所ではリサイクルは本質的に経済的ではありません。^[31]

アパートの住人は、通常、市や民間のリサイクル会社が収集する共有コンテナを使用します。民間のリサイクル会社には独自のリサイクル規則がある場合があります。ガラスが割れると、後で混ざったリサイクル品を手作業で選別する人にとって危険になるため、ガラスは専用のコンテナに分けられる場合があります。選別されたリサイクル品は、その後、新しい製品の製造に使用するために企業に販売されます。

1971年、オレゴン州は炭酸飲料（ビールやソーダなど）の購入者に容器1つにつき5セント（2017年4月に10セントに増額）のデポジットを支払うよう義務付ける法律を可決しました。このデポジットは、容器をリサイクルに返却すれば返金されます。この法律はその後、ニューヨークやカリフォルニアを含む9つの州で模倣されました。デポジット法を制定している州の略語は、条件を満たすすべてのボトルと缶に印刷されています。これらの容器デポジット法を制定している州では、ほとんどのスーパーマーケットがデポジット返金プロセスを自動化しており、容器が挿入されるたびに容器を数え、返却された容器の数に応じて店舗で引き換えられるクレジットバウチャーを印刷する機械を備えています。小さなガラス瓶（主にビール）は、ボトルが挿入されるたびに、これらのデポジット返金機械の中で1つずつ割られます。機械内部の大きな車輪付きホッパー（およそ1.5m×1.5m×0.5m）が割れたガラスを収集し、従業員が空にするまで保管します。全国的なボトル返金制度では、デポジットが必要なガラス容器の80%が回収されています。^[5]

この分野の大手企業には、全米47施設向けに使用済みガラスを購入しているストラテジック・マテリアルズがある。^[32]ストラテジック・マテリアルズは、ガラスのリサイクルに関する誤解を正すために活動してきた。^[33]オーウェンズ・イリノイなどのガラス製造業者は、最終的にリサイクルガラスを自社製品に使用している。ガラスリサイクル連合は、ガラスのリサイクルを改善するために活動している企業と利害関係者のグループである。^[34]

2019年、オーストラリアの多くの都市は、数十年にわたる不十分な計画と最小限の投資の後、ガラスのリサイクルプログラムを縮小し、プラスチックの使用に移行しています。^[35]

長年、オーストラリアではガラス容器の返却デポジット制度がある州は1州だけでした。他の州はガラスデポジット制度を求めてロビー活動を試みましたが、失敗しました。^[36]最近ではこの状況は劇的に変化し、南オーストラリア州の最初の制度に続いて、ニューサウスウェールズ州、^[37]クイーンズランド州、^[38]オーストラリア首都特別地域、^{[39]ノーザンテリトリーでも}容器デポジット制度が法制化され、西オーストラリア州（2020年）、タスマニア州（2022年）、ビクトリア州（2023年）でも制度が計画されています。

南アフリカには、ビール、スピリッツ、リキュールのボトルを含む効率的な返却可能なボトルシステムがあります。南アフリカで製造されたボトルと瓶には、少なくとも40％のリサイクルガラスが含まれています。^[40]

ライフサイクル分析（LCA）は、製品やプロセスの生態学的評価のための重要なツールです。LCAは国際的に認められた標準（ISO 14040およびISO 14044）であり、原材料の生産やエネルギー供給などの上流段階を含む製品のさまざまなライフステージに起因する環境パフォーマンスを定量化するために使用される科学的ツールです。結果はLCA指標に基づいてベンチマークされ、最終的な目的は、運用効率を特定し、製品設計を最適化しながら、より高いレベルの環境透明性を提供することです。^[41] ガラスのライフサイクルは、原材料の抽出から始まり、流通、最終消費者による使用、廃棄/埋め立てまで続きます。経済と環境を節約するという観点から、研究者はこのライフサイクルの直線性を排除し、原材料の抽出と最終消費後の埋め立てをなくす循環型/閉ループのライフサイクルを実現しようと取り組んでいます。^[41] ガラスが環境中で分解するには最大で数百万年かかり、埋め立てではさらに長い時間がかかります。幸いなことに、ガラスは100％リサイクル可能で、原材料に頼らずに新しい形の包装を生産するための持続可能な資源です。現在の問題は、EUではガラスの70％しかリサイクルのために回収されていないことです（米国では30％）（これはすでに良い数字ですが、さらに改善の余地があります）。^[8]したがって、世界中でガラスの回収率を改善することで、ガラスのリサイクル性を向上させることができます。回収率を上げる唯一の方法は、ガラスの消費者一人ひとりに適切な処分方法を啓蒙し、不適切なガラスの処分に反対することです。

ゆりかごからゆりかごまでの分析は、製品のライフサイクル全体にわたる全体的な持続可能性を評価するアプローチです。これは、デザイン品質の定義を、経済、環境、社会の健全性へのプラスの影響を含むように拡張します。ガラスのゆりかごからゆりかごまでの分析では、ガラスのライフサイクルで最も影響を与える段階は原材料の使用段階であることが示されました。したがって、この製品の持続可能性は、使用済みガラスをリサイクルして二次原材料を作ることで、この生産段階を排除することに重点を置いています。^[42]

• 廃棄物枠組み指令 (2008/98/EC) は、ガラスを含む建築廃棄物の再利用とリサイクルに関する具体的な目標を定めています。ヨーロッパの資源効率の鍵となるのは、高いレベルのリサイクルであると定義されています。
• 改訂版指令 1999/31/EC では、透明ガラス板および複層ガラスユニットの埋め立て処分の禁止を導入する必要があります。

国際標準化機構（ISO）は、国連の支援を受けて設立された非政府機関で、公共部門と民間部門の橋渡しをしています。ISOは、自主基準の追求を通じて、「企業、政府、社会」のための国際標準設定機関です。これらの標準は、サイズ、透明度、重量の測定を扱うものから、顧客満足度を高めるために企業が導入すべきシステムにまで及びます。したがって、その仕事は、商取引のやり方、企業の運営手順、消費者が市場と関わる方法を形作り、形成することで、日常生活に密接な影響を与えています。^[43] この標準設定の一部は、製品開発に関する政府と企業の合意の結果であり、他のものは、最も適切な形式をめぐる商業上の争いの結果です。この組織は、60年の歴史の中で17,000を超える国際標準を開発したことを誇りにしており、毎年1,100の追加標準の作成に取り組んでいると主張しています。^[43] ISOは通常、製品のライフサイクル評価で考慮されます。

ISO 81.040 にはガラスに関する国際規格が含まれています。4 つの章に分かれています。

• 81.040.01 ガラス全般。
• 81.040.10 原材料および生ガラス。
• 81.040.20 建物内のガラス。
• 81.040.30 ガラス製品。

その他の関連 ISO:

• 55.100 ボトル、ポット、ジャー。
• 71.040.20 実験用ガラス器具。

• ベーラー
• キャッスルメイン・トゥーヒーズ社対南オーストラリア州事件; ^[44]
• 容器デポジット法
• ガラス破砕機
• ボトルの再利用
• 廃棄物管理

ウィキメディア・コモンズのガラスリサイクルに関連するメディア

• 「工場が古いボトルを切り、新しいボトルを作る」、1949年8月、ポピュラーサイエンス誌のガラスリサイクルの基礎に関する記事