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ガラスのリサイクルとは、廃ガラスを収集、処理、再製造して新しい製品にするプロセスです。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]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。カレットと呼ばれる廃ガラス材料[ 4 ]は、エネルギーと新しい原材料の消費を削減するためにガラス製造に使用されます。 [ 5 ]カレットには2種類あります。
外部から持ち出されたカレットは、消費者の使用や回収過程における汚染の可能性から、より広範な処理と品質管理が必要となる。
リサイクルに先立ち、ガラス廃棄物は浄化され、汚染物質を除去する必要があります。その後、用途や地域の処理能力に応じて、サイズや色ごとに分別する必要がある場合もあります。多くのリサイクル業者は、ガラスはリサイクル後も色が残る傾向があるため、色別に回収しています。回収場所には、透明（フリント）、茶色（アンバー）、緑色の廃ガラス用の分別容器が設置されていることがよくあります。ガラス再処理業者が光学選別装置を使用している場合は、回収場所での色分けは不要となる場合があります。
ホウケイ酸ガラス（パイレックスを含む）などの耐熱ガラスは、たとえ小さな破片であっても再溶解時の炉内の流体の粘度を変化させるため、ガラスリサイクル工程に混入させてはならない。 [ 6 ]
外部から採取したカレットを生産工程で使用する場合、できる限り多くの不純物を除去する必要があります。典型的な不純物は以下のとおりです。
精製工程の各段階で、人力または機械が使用される。ガラスよりも高い温度で溶融するため、無機物の分離、耐熱ガラスおよび鉛ガラスの除去が重要となる。最新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る。自動選別を最大効率で行うためには、投入材料を適切なサイズに選別し、洗浄する必要がある。工程の要件に応じて、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る。光学選別機では、異なる色の選別が可能である。
ガラス瓶やガラス容器は無限にリサイクル可能です。[ 7 ]製造にリサイクルガラスを使用すると、原材料が節約され、エネルギー消費が削減されます。[ 8 ]原材料を溶かすのに必要な化学エネルギーは既に消費されているため、カレットを使用すると、シリカ（SiO2）、ソーダ灰（Na2CO3）、炭酸カルシウム（CaCO3）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。バージン原料からのソーダ石灰ガラスは、理論的には約2.671 GJ/トン必要ですが、100%ガラスカレットを溶かすには1.886 GJ/トンで済みます。[ 9 ]一般的に、カレットの使用量が10%増加するごとに、溶融プロセスで2～3%のエネルギーが節約され、理論上の最大で30%のエネルギー節約が可能になります。[ 9 ]廃棄ガラス1トン（1,000 kg）をリサイクルして新しい製品にすることで、新しいガラスの製造中に大気中に放出される二酸化炭素315キログラム（694ポンド）を削減できます。[ 10 ]しかし、ガラスのリサイクルは再溶解プロセスを回避するものではなく、このプロセスは製造時のエネルギー消費の75%を占めています。[ 11 ]
モルタル（石積み）やコンクリートの骨材として再生ガラスを使用することが普及しており、[ 12 ] ニューヨークのコロンビア大学ではその用途に関する大規模な研究が行われています。再生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、再生ガラス骨材を使用したコンクリートは、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。[ 13 ]再生されていないガラスを粉砕すると、埋立地に送られる廃棄物の量が減少します。[ 14 ] [ 6 ]また、廃ガラスを道路床骨材として使用することで、埋立地への廃棄を減らすこともできます。[ 8 ]
ガラス骨材は、細かく砕かれたさまざまな色の混合物で、多くの建設および公共事業プロジェクトで、砂利、砕石、または砂[ 15 ]の代わりとして使用さ れ、プロジェクトの規模に応じて異なる程度でコストを削減します。ガラス骨材は鋭利ではないため、取り扱いが容易です。多くの場合、州の運輸局は、使用、サイズ、および使用量の割合に関する仕様を定めています。一般的な用途としては、下水道、雨水、または飲料水パイプの周りに配置して、表面からの重量を分散し、パイプを保護するパイプ敷設材として使用されます。もう1つの一般的な用途は、コンクリート床のレベルを基礎と同じ高さにするための埋め戻し材としてです。発泡ガラス砂利は、他の有用な特性を備えた軽量骨材です。
再生ガラスのその他の用途としては、以下のようなものがあります。
混合廃棄物は、資源回収施設や機械生物学的処理システムから収集される場合がある。一部の施設では、電気光学式選別装置を用いて混合廃棄物を色別に分別することができる。
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（舗装工事、アスファルトの骨材、パイプ敷設材、排水材または充填材骨材として）、セメントおよびコンクリートの製造（ガラス廃棄物を骨材として使用）[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]、セメントの部分代替[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]、同じ混合物中のセメントと骨材の部分代替[ 22 ]、またはセメント製造の原料[22 ] 、装飾用骨材[23]、研磨材[ 24]、またはろ過材[ 25 ]が含まれます。
ポリマーコンクリートは、工業用床材として一般的に使用される材料で、結合剤として石灰系セメントの代わりにポリマー（通常は樹脂）を使用します。研究者らは、ポリマーコンクリートの製造時に、砂の代わりに粉砕した再生ガラスを使用できることを発見しました。[ 26 ] 研究によると、砂の代わりに再生ガラスを使用すると、工業用床材やインフラ排水に適した高強度で耐水性の材料が生成され、特にガソリンスタンド、フォークリフト作業エリア、空港などの交通量の多いエリアに適しています。[ 26 ]
廃棄物およびリサイクルプロセスの改善にもかかわらず、課題には次のものがあります。[ 27 ]
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瓶やプラスチック（PET）瓶は、多くの飲料、特にビールや炭酸水、ソフトドリンク（複数ボトル）に利用できます。ボトル1本あたりのデポジット（Pfand）は0.08～0.15ユーロで、リサイクル可能だが再利用できないプラスチックボトルの0.25ユーロと比較すると低くなっています。詰め替えされないガラス瓶にはデポジットはかかりません。
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。
デポジット不要のボトル（ガラス瓶）を回収する最初のボトルバンクは、 1972年にゼイストに設置されました。ガラスは白、緑、茶色の3色で回収されます。[ 30 ]スーパーマーケット に返却する詰め替え可能なビール瓶にはデポジットがあります。[ 31 ]
英国では、ショッピングセンターや公共施設、近隣地域で、ボトルバンクとして知られるガラス回収所が非常に一般的です。最初のボトルバンクは、当時ガラス製造業者連盟の会長であったスタンレー・レースCBEとロン・イングランドによって、 1977年6月6日にバーンズリーで導入されました。 [ 32 ]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ネージング・グラス・ワークスでエネルギー省によって行われ、 90%以上のリサイクルガラスから使用可能なガラス製品を作ることができるかどうかを検証しました。混合物から不要な金属製の蓋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。
ボトル回収ボックスは、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回収場所の隣に設置されているのが一般的です。地方自治体の廃棄物収集業者は通常、あらゆる種類の廃棄物をまとめて回収する中央集積所を設けており、そこに大型のガラス容器が設置されています。
2007年にはイギリス国内に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た。[ 33 ]
毎年、ガラス廃棄物の約45%がリサイクルされています。デポジット対象外のボトルは通常、透明、緑、茶色の3色で回収されます。[ 34 ]
リサイクル率と廃棄物収集方法は、州または地方レベルで法律が制定され、大都市では独自のシステムを採用していることが多いため、米国全体で大きく異なります。多くの都市では、戸別リサイクルを実施しています。これは、住民が自宅前に専用の容器に入れて出した家庭のリサイクル可能な廃棄物を、週ごとまたは隔週で収集し、資材回収施設に運搬することを意味します。これは通常、単一ストリームリサイクルであり、不純な製品を生み出し、2019年時点で米国のリサイクル率が約33%であるのに対し、一部のヨーロッパ諸国では90%である理由を部分的に説明しています。[ 35 ]ヨーロッパ諸国では、リサイクルガラスの最低含有率が規定されており、より均一な資材の流れを提供するデポジット・リターン・システムが広く普及しています。[ 36 ]米国の多くの地域では人口密度が低く、距離が長いため、また重いガラスを輸送するコストがかかるため、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。[ 36 ]
アパートの住人は通常、市や民間のリサイクル会社が回収する共有容器を使用します。リサイクル会社には独自の回収ルールがある場合もあります。場合によっては、ガラスは専用の容器に分別されます。割れたガラスは、後で混合されたリサイクル品を手作業で分別する作業員にとって危険だからです。分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されるため、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個につき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わせる法律を可決しました。このデポジットは、容器をリサイクルのために返却した人に返金されます。この法律はその後、ニューヨーク州やカリフォルニア州を含む他の9つの州で模倣されました。デポジット法のある州の略称は、対象となる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のある州では、ほとんどのスーパーマーケットが、容器が投入されると容器を数え、返却された容器の数に応じて店舗で引き換え可能なクレジットバウチャーを印刷する機械 を提供することで、デポジット返金プロセスを自動化しています。小さなガラス瓶（主にビール）は、ボトルが投入されると、これらのデポジット返金機械の中で1本ずつ割られます。機械内部にある大きな車輪付きホッパー（おおよそ1.5m ×1.5m × 0.5m）が割れたガラスを集め、従業員が空にするまでそこに留まります。全国的なボトル払い戻し制度により、デポジットが必要なガラス容器の80％が回収されている。[ 8 ]
この分野の大手企業には、全国47の施設で使用済みガラスを買い取っているStrategic Materials社があります。[ 37 ] Strategic Materials社は、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ました。[ 38 ] Owens-Illinoisなどのガラスメーカーは、最終的に製品にリサイクルガラスを使用しています。Glass Recycling Coalition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や関係者のグループです。[ 39 ]
2019年、オーストラリアの多くの都市は、数十年にわたるずさんな計画と最小限の投資の後、プラスチックの使用を優先してガラスのリサイクルプログラムを縮小している。[ 40 ]
長年にわたり、オーストラリアではガラス容器の返却預託制度を設けている州は1つだけでした。他の州はガラス預託制度の導入を働きかけましたが、成功しませんでした。[ 41 ]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当初の制度に加えて、ニューサウスウェールズ州[ 42 ] 、クイーンズランド州[ 43 ] 、オーストラリア首都特別地域[ 44 ] 、ノーザンテリトリーで容器預託制度が法制化され、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リターナブル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。[ 45 ]
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を行うための手法である。[ 46 ]
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、最終消費者の使用、廃棄/埋め立てまで続きます。経済と環境の保全の観点から、研究者たちはこのライフサイクルの直線性をなくし、原材料の抽出と最終消費後の埋め立てを最小限に抑える循環型/クローズド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。[ 46 ] ガラスは環境中で分解するのに数百万年かかり、埋め立て地ではさらに時間がかかりますが、容易にリサイクルできます。それにもかかわらず、ガラスのリサイクル率はまだ限られています。EUではガラスの70%がリサイクル用に回収されていますが、米国ではわずか30%です。[ 11 ]したがって、世界中で回収率を向上させることで、リサイクル性を向上させることができます。
クレードル・トゥ・クレードル分析は、製品のライフサイクル全体にわたる持続可能性を評価するアプローチです。これは、設計品質の定義を拡張し、経済的、生態学的、社会的な健全性へのプラスの影響を含めています。ガラスのクレードル・トゥ・クレードル分析では、ガラスのライフサイクルの中で最も影響が大きい段階は原材料の使用段階であることが示されました。そのため、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。[ 47 ]
ISO 81.040規格は、ガラスに関する国際規格を定めたものです。この規格は4つの章に分かれています。
その他の関連ISO規格：
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